浅析燃机公用UPS分电屏失电问题与解决措施

2021-01-18

探索科学(学术版) 2020年4期

中电投珠海横琴热电有限公司广东珠海 519001

某9F燃机电厂执行#1机组保安段联锁试验时，在断开保安段电源二联启#1柴油发电机，柴发运行稳定后，手动启动#1机组紧急闭冷水泵，16S后燃机公用UPS分电屏失电，导致#1、#3燃机Mark VI电脑和监视大屏同时失电，检查发现#1燃机UPS分电屏、#3燃机UPS分电屏至燃机公用UPS分电屏空开和燃机公用UPS分电屏进线电源空开均跳开。

一、系统介绍

燃机控制电脑电源均取自燃机公用UPS分电屏，燃机公用UPS分电屏电源正常由#1燃机UPS分电屏供电，#3燃机UPS分电屏作为其备用电源，#1、#3燃机UPS分电屏电源分别取自对应机组的UPS屏和保安段，UPS屏作为燃机UPS分电屏主电源，保安段则为备用电源。

燃机公用UPS分电屏的双电源切换装置为深圳柏盛公司生产，型号为STS-030S，燃机UPS分电屏的双电源切换装置型号为STS-015S。

二、失电原因分析

经查阅曲线发现燃机公用UPS分电屏在保安段联锁试验过程中发生多次主/备用电源切换，最终切换失败，导致该分电屏失电。查阅该UPS分电屏的双电源切换装置的说明书，发现有两种切换条件：1、自动转换阈值电压：220VAC±12.5%，回差±5V；2、自动转换阈值频率：50Hz±10%，回差±0.2Hz。当执行保安段联锁试验进行保安段电源切换的瞬间，UPS装置的频率在短时间内发生突变，在突变时，双电源切换装置就会由主路S1供电切至备用路S2供电。通过之后再次试验，观察双电源切换装置发现当双电源切换装置切至S2时，因为存在主路优先，经过约10S的检测过程，若主路无异常，会自动切回S1供电。

通过曲线分析可知试验过程中UPS的输出电压并未有短暂失压，不满足失压切换；在频率瞬间出现突变的情况下发生双电源切换，过程如下：

1.断开保安段电源二后保安段电源一合闸，此时#1机组UPS的频率突降，电压未短暂失压，#2机组UPS电流突增，双电源切换装置动作(如下图)，公用UPS分电屏电源切至S2供电，几秒后自动切回S1供电。

主路UPS频率突降后短时间回升并保持稳定，且频率值在允许范围内，由于主路优先供电，几秒后双电源切换装置检测主路正常，自动切至S1供电，所以#1机组UPS电流会有下降、增加过程。

2.断开保安段电源一后保安段电源二合闸，此时#1机组UPS的频率突降，电压正常，#2机组UPS电流突增，双电源切换装置动作，公用UPS分电屏电源切至S2，几秒后自动切回S1供电。

3.断开保安段电源二(电源一就地打至断开位)联启#1柴发这段时间内，保安段失压降至0，此时#1机组UPS由蓄电池供电，但柴发出口开关合上瞬间，#1机组UPS频率由49.15Hz瞬间降至36.91Hz，电压维持在220V左右，双电源切换装置动作，公用UPS分电屏电源切至S2，几秒后自动切回S1供电。

4.紧急闭冷水泵由保安段供电，在#1机组UPS频率降至36.91Hz后逐渐回升到工频的过程中，柴发启动后115S(UPS频率为48.86Hz)启动#1机组紧急闭冷水泵，导致频率再次下降至47.74Hz。此时公用UPS分电屏双电源切换装置检测到主路异常，动作切换至S2，电压维持在220V左右，几秒后自动切回S1供电。在#1机组UPS频率回升至49.64Hz后，UPS频率又突增至50.57Hz，公用UPS分电屏双电源切换装置检测到主路异常，再次切换至S2供电，此时主后备电源短时并列期间出现了较大的环流，导致公用UPS分电屏主后备电源空开脱扣、UPS分电屏失电。

结合以上现象判断#1、2机组UPS装置输出频率异常的原因为UPS主路频率控制系统跟踪UPS旁路的输入频率，在保安段电源切换至柴油机带时，UPS旁路频率变化较大，导致UPS输出频率波动，进而导致燃机公用UPS分电屏电源切换失败而失电。

三、解决措施

现场机组UPS系统两路交流输入(主路、旁路)电源设计均接在保安段上，当保安段失电联启柴油机时，机组UPS两路交流输入电源由柴发供电。当柴发进行带载时，主路电源因跟踪旁路电源产生变化，当旁路电源失去时，主路电源无跟踪源，机组UPS系统频率将维持在50Hz±2%范围内。因此，将机组UPS系统旁路电源从保安段改接至工作PC段，改造后经试验不再出现公用UPS分电屏失电现象。