王光恒 王庆韧

作者通联：王庆韧 广东惠州天然气发电有限公司 广东惠州大亚湾经济技术开发区石化工业园区 516082

E-mail：wqr5418@sina.com

1.设备介绍

某发电厂UPS系统由主机柜、旁路柜和馈线柜（连接所有由UPS供电的负载）组成（图1），主要向DCS、计算机监控系统、继电保护装置等重要负荷供电。UPS系统额定容量为80kV·A，双机分段配置，供热380V工作A段向主回路供电，供热380V工作B段向旁路供电，自带蓄电池提供直流电。正常情况下，主回路输入三相交流电经整流器变成直流电，再由逆变器变换为220V更平稳的交流电，经馈线柜向负载供电。当380V交流电源或整流器发生故障，UPS将自动（无延迟）转由蓄电池组供电，交流电源或整流器恢复正常后，又自动转为整流器供电。当逆变器故障或输入电压过低且自动旁路工作正常时，UPS将自动转由旁路电源向负载供电，逆变器恢复正常后，自动切换至逆变器向负载供电。当旁路的补偿变压器和接触器故障，则可以将旁路切换开关QN切换至市电继续向负载供电。UPS检修期间由旁路交流电源通过手动检修旁路直接向负载供电。

图1 发电厂UPS系统

2.故障及应急处理

某锅炉UPS主机柜本体显示报警：“INV PHASE L3 FAULT”（逆变器缺相故障）和“MODULE NOTREADY”（模块未准备好），自动切至旁路供电。

运行人员将UPS转至检修旁路供电，并停运主机柜。随后运行人员和检修人员联合处理故障，运行人员启动UPS主机柜运行，显示正常，并无报警。检修人员查看主机柜面板上各项测量参数均正常，使用万用表测量UPS主机柜整流输出电压正常，运行人员合上蓄电池输出开关。检修和运行人员协商后认为UPS主机柜运行正常，遂将UPS切为主路运行，恢复正常运行方式。此时发现UPS馈线柜上电压表指示为“0”V，紧急合上UPS检修旁路电源开关，恢复供电，但是如此短暂断电还是造成锅炉发生灭火事故（就地辅助盘的当前电源为UPS电源供电，UPS电源中断后，由于辅助盘失电导致就地压缩空气跳闸阀以及炉膛入口之气动燃料阀关闭，锅炉主火焰丧失，主火焰保护动作，锅炉灭火）。

3.故障处理

进一步分析故障原因，由于主机柜显示逆变器故障，因此更换逆变器电路板，但是带上负载运行几分钟后，报警重现。使用万用表检测与逆变器相连的电容，发现1、3相电容存在严重问题，规定的电容额定值是250±5%μF，而实际测量值为1.87μF和1.75μF，无法起到稳定波形的作用，造成设备报警。而现场应急处理故障是临时测试，未带负载，对波形影响小，因此未发出报警而显示主机柜正常。检查主机柜发现蓄电池还存在问题，将蓄电池作为负载，其正负极接在智能蓄电池测试仪上，然后设定10A（10%In）的电流对蓄电池进行放电实验。每隔1h用电压表分别测量每个蓄电池的电压，并和规定比较，当放电5h时发现有19块电池的电压已经低于90%Un，放电10h后，只有几块电池电压还能达到90%Un。此后，合上蓄电池开关对其充电，然后再放电检测，未有改观。

更换电容和蓄电池，设备故障消除。

4.故障总结及建议

初期故障判断以及运行人员操作错误是故障进一步扩大的主要原因。检修人员现场简单试验后即迅速判定为正常，没有进行充分、深层次分析，无视曾经出现的报警。运行人员切换操作前对操作后的风险认识不足，未执行工作票、操作票制度。为此，提出如下建议。

（1）在主机柜上粘贴具体操作流程，辅助指导现场检查修理。

（2）图1UPS系统中若总输出开关QF2故障，则负荷将全部失电，存在安全隐患，可去掉QF2。

（3）在主路中增加隔离变压器，当外界发生短路故障时，保护其他装置。

（4）更换、升级蓄电池柜，如增加智能监测仪监测、记录电池充放电过程中的电压，控制充电电流。

（5）辅助盘设计有UPS和APS两路电源供电，但两路电源由手动切换开关切换，不能达到不间断供电要求，建议重新评估两路电源的切换是否满足正常运行需求和改造为快切装置。