[摘要]：单元220V交流不中断电源系统（简称UPS），相当于发机电组的供血中心；UPS工作的靠得住性直接关系着发机电组的平安、稳定运行。针对抚顺发电厂2号机UPS所发生三起典型的断电故障和异常运行情况，凭据UPS装配的工作原理，对其故障现象和缘由进行分析，并提出领会决法子和实施措施；可供同类用户参考、借鉴。

[关头词]：交流不中断电源断电故障分析措施

1.交流不中断电源系统概述

抚顺发电厂2号机为2002年6月投产的200MW采热、凝汽两用式汽轮发机电组。其单元220V不中断电源系统选用由美国GUTOR公司生产，青岛整流器厂经销的PEW1000型UPS系统；该系统只供重要的调理、控制、庇护仪表监测和重要旌旗灯号电源，不做一般负荷电源。

1.1装备规范及特征

整流器额定输进电压：380V±10（三相电源）

旁路隔离变额定输进电压:380V±10（二相电源）

逆变器额定输进直流电压：220V

额定容量：40KVA

额定输出电流：182A

稳态电压特征：1

动态电压特征：波峰小于8，稳按时间小于40毫秒。

输出频率：与交流输进同步。

波形失真：小于5。

1.2运行方式

UPS正常运行时需三路输进电源，其一为主市电；其二为备用市电；其三为蓄电池。当主市电中断时，由电池经逆变后向负载供电，电池放电终了或UPS故障时，UPS系统由备用市电供电。

1.2.1UPS系统正常运行方式：

UPS正常运行时，由主回路向UPS系统供电，以380V厂用母线为电源，经自藕变压器后输进整流器（6脉冲晶闸管整流桥）将交流电压转换为直流电压，再经滤波电抗器滤除直流电压的谐波，输进脉宽调制逆变器（TSM半导体开关组件和IGBT功率器件）转换为交流电压，由滤波电抗器滤除来自逆变器输出中的谐波电压，以使逆变变压器输出端电压获得低非线性失真的正弦波，再经可选择的静态开关至Q050开关，将220V、50Hz交流电送到UPS配电屏。

1.2.2UPS系统蓄电池供电运行方式：

当系统停电或整流器输进电压超越允许范围时，UPS由蓄电池供电，直流电经直流隔离二极管（因我厂UPS系统未设置零丁的电池组）和电池扼流圈（以削减单相逆变器在电池中发生的脉动），输进脉宽调制逆变器完成向负载供电。

1.2.3UPS系统自动旁路运行方式：

当主回路失电或逆变器故障时，可以由备用市电向UPS系统供电，备用市电经隔离变压器（初/次级变比为380/230）将系统输出与电网完全隔离后，送到稳压调压器后将输出电压自动、电动或手动调整（调压范围：176~264V，超压：1~5，超压精度：220V±10，），经静态旁路开关（由自然换相的三组反向并联晶闸管组成）向负载供电。

1.2.4UPS系统手动旁路运行方式：

当UPS系统整机需要脱离电网运行时，即可哄骗先合后分手动旁路开关（Q050）完成UPS整机退出电网，关断备用市电至静态旁路供电开关，撤除F021、F028保险以便于UPS检修，同时旁路系统仍为负载供电。

附图1：抚顺发电厂2号机UPS系统简图

2.故障发生及分析

2.1发现问题

2号机投产以来共发生UPS电源中断事故三起，一次引发庇护动作跳闸停机，两次造成机组被迫打闸停运；其故障性质恶劣，严重影响机组平安、稳定运行。下面将对事故进程进行叙述、分析。

事务1：2002年7月29日14点37分，启动2号给水泵时，UPS电源中断，造成DCS系统及工业监视器电源消失；机组失往所有远方监视及控制手段，远方打闸不良，运行人员立即就地打闸停机。到UPS室就地检查时发现不停电段电压消失，立即手切Q050开关至BYPASS位置（手动旁路），由备用市电经手动旁路向负载供电。UPS系统恢复供电后，机组再次启动；同时查UPS事故追思，有以下报警：

a.逆变器输出熔断或逆变器输进开关断开；

b.系统一个或多个风扇故障；

c.逆变器输出电压超限或逆变器单元温度高。

缘由分析：由于2号给水泵电源取至6KVⅡA段，而2号低工变（带380V厂用ⅡB段运行）也取至6KVⅡA段，而且UPS主回路市电和保安段工作电源均取至380V厂用ⅡB段；所以在对6KV母线电压监视不足时，启动给水泵，因瞬间启动电流，而引发UPS系统输进端两路电源电压均年夜幅度下降，而转为蓄电池供电同时逆变器输出熔断器F021熔断，造成UPS供电中断。

事务2：2002年8月18日1点5分，380V厂用ⅡB段工作电源812B开关跳闸，备自投装配未动作造成380V厂用ⅡB段失电；保安段工作电源052开关跳闸，备自投动作准确，保安段工作正常；而UPS系统母线电压降至177V造成DCS系统计较机死机，此时处在备用状态的EH油泵误启动，造成EH油泵出口油管路漏泄，EH油箱油位低，EH油泵跳闸，EH油压低庇护动作机组跳闸。

缘由分析：由于稳压调压器调压机电电源接于主回路，所以UPS系统处于“自动控制”方式工作，当稳压调压器输进电源突然中断时，控制系统即发出指令，使调压器输出自动降到下限值；并发出报警，期待电源再度恢复时，控制系统再度将调压器输出自动调理到整定值。而转为蓄电池供电同时逆变器输出熔断器F021再次熔断，由于电压波动较年夜致使静态开关自动关断，造成UPS供电中断。

事务3：2003年5月23日6点18分，启动2号给水泵时，UPS电源再次中断，造成监视与控制系统断电，运行人员失往监控手段，远方打闸不良，则就地打闸停机。

此次事务前，5月19日5点10分，UPS母线电压下降至207V，经检查发现逆变器输出熔断器断、逆变器输出与旁路分歧步、系统风扇故障报警，UPS自动由主回路切至静态旁路供电，同时发现旁路电压调整装配失灵，稳压调压器手动、自动均不成调。

缘由分析：由于主回路供电的故障和F021保险屡次不正常的熔断，而保安段（即备用市电电源）由380V厂用ⅡB段供电，由于2号低工变（是380V厂用ⅡB段的工作电源）和2号给水泵都是6KVⅡA段负荷，所以启动2号给水泵造成6KV母线电压下降，致使保安段电压下降，而稳压调压器调压机电电源取至主回路，使稳压调压器自动调压失灵造成静态旁路的可控硅静态开关在电压波动跨越±10自动关断，从而使UPS失电。

2.2总结问题

经过上述事务及对系统工件原理分析，抚顺发电厂2号机UPS系统运行问题总结以下：

，UPS供电中断或故障，均发现F021保险熔断，并有UPS系统同步故障报警。F021为逆变器输出熔断器，只有当逆变器泛起严重故障时庇护负载，几回就地丈量旁路电压和旁路与输出间电压及频率均未超限；因而思疑UPS主控板是否有故障或法式缺陷。

第二，一旦逆变器泛起故障（即F021熔断），系统将转换至静态旁路运行，而静态旁路供电稳定性差的身分在此进程逐渐被表露出来；由于稳压调压器不能保证备用市电电压在±10之内波动，所以电压超限后，静态开关自动关断。

第三，由稳压调压器稳压精度与投产前实验数据（以下表）比力成效证实稳压调压器工作失稳，致使电压波动不稳定使静态开关自动关断；所以稳压调压器需严酷检修、检查。

2001年4月24日：稳压调压器自动稳压性能测试：

交流输进电压（V） 交流输进电流（A） 交流输出电压（V） 稳压精度

418 100=200 221 0.5

50=100 220.5

0 220

380 100=200 221 0.5

50=100 220.4

0 220

342 100=200 220.9 0.5

50=100 220.4

0 220

第四，为避免稳压调压器在“自动”方式下由于故障而失控，使调压器输出电压远离整定值，特设有过压、欠压庇护电路。当输出电压超越整定值±10时，庇护环节立即切断调压机电电源，此时只可以手动调压。

第五，当电池放电终了或UPS故障时，UPS向负载供电电源只有备用市电。若备电电压超越尺度，UPS拒尽切换，势必造成供电中断。是以备用市电的质量对UPS系统来说是相当重要的。

第六，在闭合电池开关之前必需先将UPS主机的充电器开启，待其输出电压升至额定值后，才能操作电池开关使其闭合。由于在UPS的直流回路中，有一组容量比力年夜的电解电容器，太高的电压差，将使电容器的充电电流过年夜，一则可能使电容器损坏，二则可能使开关触点烧坏，甚至伤及人体。

第七，Q050开关是先合后断式，具有两个位置，当开关处于位置“AUTO”（正常运行）时，负载由UPS系统供电（逆变器或静态旁路）；当开关处于位置“BYPASS”，负载直接由备用市电供电，UPS主机可以退出运行，但此时若备用市电中断，UPS系统行将断电。

第八，UPS系统故障一定会造成DCS系统失电，当DCS系统故障时，不仅INFI90计较机控制系统失灵，而且年夜部门庇护及联锁也将失效；由汽轮机远方打闸不良、EH油泵误启动可见，想法提高UPS系统靠得住性相当重要。

3.解决法子与建议实施

3.1为改善UPS系统缺陷，提高其运行靠得住性，特此建议接纳以下解决法子。

a.缺陷未破除前，接纳相关技术措施，想法提高母线电压，以克服UPS系统不平安运行隐患。

b.立即联系青岛整流器厂，令其来人诊断故障并提供质量及格的UPS主控板，以便实时更换。

c.联系厂家对稳压调压器所泛起的手动、自动均失调现象查找缘由，并进行处置；以提高装备健康水平。

d.将UPS系统主回路电源由380V厂用ⅡB段改接在380V公用ⅡA段上运行，以提高输进市电质量。

e.想法尽快恢复UPS系统主回路供电，在空载状态下完成各项实验；并进一步考验静态旁路延续供电能力。

3.2配合厂家处置缺陷

今年5月26日厂家派专业维护人员来做售后服务，再更换F021保险后，UPS主回路空载运行，以考验UPS主控板（因思疑此主控板有故障）；主回路于14点55分投进后，17点45分逆变器关断。第二天，接连三次启动逆变器，均在5分钟内关断；厂家确认UPS主控板故障，将UPS主控板更换备用板，并进行修复（备用板系为存在缺陷未能出厂元件），并将主回路在空载状态下运行观察。

在与厂家联系更换UPS主控板后切主回路运行，发现2号充机电直流输出电流升至78A左右（原来主回路运行时10A左右）；Ⅱ组蓄电池充放电电流表指示为0，直流母线电压为230V；经检查蓄电池及直流隔离二极管均运行正常，随后遏制2号充机电运行，Ⅱ组蓄电池放电电流为12A，又由于此时，3号充机电空载运行时输出电压摆动年夜，所以再次启动2号充机电维持UPS系统运行（附图2为2号机直流系统运行方式简图）。附图2：抚顺发电厂直流Ⅱ系统简图

经过周全查找缘由发现厂家更换的UPS主控板集成块中的法式设置没有按现场现实刷新，即主回路输进的交流电压略低于额定电压，是以整流器输出电压低于220V，而直流母线电压又高于220V，所以逆变器输进电源自动转换到直流系统供电。由于UPS装配中稳压管的特征，机组运行中没法修改法式，必需停机处置。鉴于上述情况，为保证机组的平安运行，特划定以下姑且运行措施：

a.连结发机电出口电压在15.65KV以上运行，以保证6KV厂用母线电压为额定；增强对2号机UPS系统的检查，保证检查时间距离不跨越1小时并做好具体记实。

b.UPS系统由直流系统供电同时，注重直流母线负荷变化情况；非事故状态下制止启动直流负荷，以免造成充机电过载或母线电压波动而引发UPS系统断电事故。

c.保安段主电源改成由保安变供电，380V厂用ⅡB段进线开联系关系动备用，以提高UPS系统备用市电质量；同时注重1号机保安段及10.5KV母线运行情况，避免造成电压波动或变压器过载。

d.运行中严禁拉开UPS直流备用电源，逆变器运行中，严禁将Q050开关由AUTO（自动运行位置）切至BYAPASS（手动旁路位置）；以免工钱造成逆变器出口F021保险熔断。

e.若是发现UPS已自动切至静态旁路运行，应短时间内将Q050开关切手动旁路运行；但操作Q050开关前必需检查UPS主机处于“Bypasssoperation”(自动旁路运行状态)下才可以操作Q050开关；并连结保安段电压稳定、靠得住。

f.稳压调压器在“自动调压”或“电动调压”方式运行时，如泛起报警灯亮或主回路断电，则应立即启动“手动”按钮，然后拨出调压器上的手轮并正反转动，使感应调压器实施升、降压调理，使门板上电压表读数为额定值。

g.若静态旁路运行时，制止Q050在未切手动旁路供电前启动6KVⅡA段年夜容量电念头；以防造成静态开关在电压波动跨越±10时，自动关断造成UPS断电。

3.3将主回路电源改接

2号机UPS系统主回路和备用市电划分取至380V厂用ⅡB段和保安段，而保安段的工作电源也取至380V厂用ⅡB段；这样一来，造成UPS系统的两套电源正常工作时，均由2号低工变供电。也就是说当380V厂用ⅡB段故障或2号低工变跳闸时，对UPS系统都发生一定影响，对备自投装配动作的靠得住性与快速性有着较高的要求；一旦备自投装配拒动后果严重。另外，当380V厂用ⅡB段供电质量较差时，严重影响UPS系统供电稳定性。分析上述情况后，特此将UPS系统主回路电源由380V厂用ⅡB段改接至380V公用ⅡA段，以提高输进市电的质量。于今年6月30日，将2号机UPS系统主回路电源改接为380V公用ⅡA段供电，在改接成功后，UPS系统处于主回路接连运行近1000小时，未泛起不良情况。

4.竣事语

当前，UPS系统在各个领域中运用都很是普遍，出格是单元制发机电组年夜多均采用进口UPS装备为其重要负荷提供高质量市电；整套装配的靠得住性、技术水平和自动化水平大都较为理想。针对抚顺发厂2号机UPS系统所发生几回故障及异常，经由过程分析、处置及改良UPS系统客观情况，保证了UPS系统供电的靠得住性及稳定性，对发机电组的平安、稳定运行具有十分重要的意义。参考资料：

（1）美国GUTOR公司提供：PEW1000系列UPS用户说明书

（2）抚顺发电厂：2号汽轮发机电组检修记实

作者简介：

李东海工程师1992年结业于东北电力学院电力工程系电力系统及其自动化专业，

抚顺发电厂副总工程师，主要从事电厂运行经管和各类经济指标经管工作。

联系地址：113008辽宁抚顺市新抚区西五街19号抚顺发电厂厂办

电子信箱:donghai_li@mail.china.com

刘鹏技术员2001年结业于年夜连电力工业黉舍火电厂发电运行专业，抚顺发电厂2号机集控值班员，主要从事200MW机组发电运行工作。

联系地址：113008辽宁抚顺市新抚区西五街19号抚顺发电厂运行分场

电子信箱:imf_519@sina.com.cn