零线中断导致UPS停机事故分析

张大鹏，张金浩，董建民，李存国，邢梅娟

（中石化中原油田石油化工总厂，濮阳 457165）

0 引言

我厂常减压装置UPS在一次例行的模拟实验中发生突然停机事故，UPS输出中断，导致DCS黑屏，装置切断进料。

1 事故分析

1.1 设备概况

该UPS为Power ware 9155系列在线型UPS，容量15KVA。如图1所示，双电源自动切换系统ATS(Auto transform system)为UPS提供自动切换的两路市电电源，采用一台Power ware 公司的MBS（Manual bypass system）作为手动旁路切换控制箱。

1.2 事故经过

按照UPS维护检修规程要求，需要定期检测UPS系统功能和进行活化操作。为了检测晃电时UPS是否能顺利地转为电池供电模式，维修人员依次拉开UPS配电箱中的主电源及旁路电源QF1、QF2空气开关，以模拟市电缺失状态。当拉开QF2时，UPS瞬时发生停机事故，UPS输出及液晶面板指示全无，DCS电源中断，装置紧急停车。

1.3 原因分析

首先怀疑负载过大，或负载发生短路、接地故障。因为按照正常状态，当拉开QF1时，UPS会自动切换到QF2旁路供电，当切开QF2旁路时，UPS应转为电池供电模式，如果此时发生负载过大，或负载短路、接地等故障，UPS应当切断负载，但液晶面板应该发出故障指示，而不是黑屏，因此这一原因暂时排除。那么是否UPS本身发生故障了呢？经过仔细检查UPS的主回路、控制板、紧急停车开关等各项功能模块，均未发现异常，而且负载经检测也正常，可见不可能是这种故障。经过重新上电，按正常UPS开机程序开机，UPS正常启动，输出电压、充电电压等各项指标均正常。这说明UPS本身及负载均没有问题。现在只剩UPS供电系统尚没有检测，但是UPS已经正常开机，应该说明供电系统是完好的，而且经过测量，电压、波形、频率、电流都是正常的，整个UPS供电系统都是正常的，那么事故原因在哪里呢？事故分析陷入山重水复疑无路的地步。经过细致分析，我们发现UPS零线由QF2双极开关控制，当拉开QF2时，旁路电源和零线同时断开，而零线在UPS中具有很重要的作用，它为主控板提供逻辑0电位，当零线断开时，将导致主控板失去参考电位，引发强制关机。把QF2更换为单极开关，零线直接零母排，进行整个系统的功能测试，即逆变供电、旁路供电、电池供电、手动维修旁路供电等四种供电模式的切换试验。当转手动维修旁路供电模式时，需按以下操作步骤完成：1）UPS转旁路供电模式。2）合S1。3）断开S2。当进行到第三步时，UPS又发生了瞬时停机事故，故障现象和第一次一样，幸亏DCS还没有投用，没有影响到生产，那么难道是事故原因分析错了？我们重点对供电系统重新进行分析，很快，我们发现此次停机事故是由于S2断开了系统零线所至，解决问题的途径只有对MBS进行改造，即将S2更换为单极开关，将零线采用端子连接。改造后经试验所有功能正常。

2 经验与教训

1）我们以往忽视了UPS零线在系统中的重要作用，尤其在有些UPS中，输入零线更是直接作为输出零线，因此所有UPS供电系统的零线，在任何正常操作时都不应该被断开，这一点在今后UPS供电系统设计时要充分认识到。

2）盲目相信进口设备，在事故分析中忽视了对MBS的分析研究，总认为进口设备应该不存在设计上的缺陷，事实证明应用较为广泛的此款MBS存在严重的设计缺陷，甚至当误切断S2时会发生整个UPS系统彻底停电的事故，其设备的容错率为0，因此这点教训应引起广大技术人员的格外注意。