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发电厂UPS运行方式及操作思路的探讨

发表时间：2020/3/3 来源：《电力设备》2019年第20期作者：靳利明

[导读] 摘要：在大容量火力发电厂中，交流不停电系统（UPS）越来越成为不可缺少的电源系统，本文简要电厂UPS系统出现问题、改造前后的方案对比、便于运行操作的可行方案等。

        （河北省张家口市）
        摘要：在大容量火力发电厂中，交流不停电系统（UPS）越来越成为不可缺少的电源系统，本文简要电厂UPS系统出现问题、改造前后的方案对比、便于运行操作的可行方案等。
        关键词：UPS运行方式；事故案例；解决方案
        引言
        在现代化发电厂中，发电机组的单机容量不断增大，机组的控制、监视系统都采用自动化水平较高、控制手段较为先进的计算机装置，其装置对电源质量和供电可靠性都有很高要求；此外大容量机组发电机的各种热工自动装置，如自动调节用组装仪表、汽轮机电液数字调节装置、锅炉联锁及安全监察系统FSSS、汽机监视仪表（TSI）、协调控制系统（CCS）等，都需要有一个可靠的电源，该电源要求无论在机组本身厂用电中断还是电网故障时，都不应中断供电，这些装置一旦失电，将会使机组失去必要的监视和调节手段，给机组的安全稳定运行造成严重的威胁，甚至造成巨大的经济损失。这就要求大容量机组中不但有可以使机组安全停机的事故保安电源，而且要求有一个为控制、监视装置及事故后状态参数记录装置提供高供电品质且不间断供电的交流不停电电源，我们把它称为UPS电源。
        作为发电厂中重要的电源设备，在日常生产中由于各种原因会出现UPS风扇故障、UPS死机、UPS调压模块失灵等一系列问题，导致威胁到机组和设备的安全运行，同时由于UPS电源点较多和平时操作较复杂极易出现误操作等问题，急需予以解决。
        以下为各电厂UPS问题的事故案列：
        2010年3月30日某电厂电气光字牌报"7号机1号UPS故障"，检查1号UPS报警"TSM3 TEMP WARNING"，为功率模块3超温，检查确认1号UPS装置3组风扇风量较低，初步确认该风扇存在异常，为此需停运1号UPS并更换3组风扇。
        2008年4月28日，某电厂8号机UPS死机，监盘发现所有CRT、DEH操作员站黑屏，TSI监视系统、水位电视、火焰电视全部失去监视，就地检查UPS操作显示屏显示“NORMAL OPERATION LOAD POWER 24% ”，面板操作失灵，无任何报警，所有信号灯正常，模拟指示运行正常但就地测量UPS无输出电压。关机后重新上电，面板仍无显示，设备无法正常启动，初步判断为主控板发生故障。随后对UPS主控板进行了更换，针对上述问题，先列出三种解决方案：
        1、DCS供电系统示意图如下：
        原来不合理的方式：热控控制系统两路电源均取自同一台UPS，当UPS故障后必然导致DCS失电。目前单元制UPS配置方式为每单元配置两台主UPS及一台备用UPS，主UPS与备用UPS不能实现在线自动切换，无法实现UPS故障时的快速投入，从而无法起到真正的备用。
        改造后较合理的连接方式：DCS系统的各控制器机柜均有两路供电，即一路UPS供电，一路保安段（或另一路独立的UPS）供电，分别供给控制器的主、副电源模件。另外，应注意：当操作员站只能接受单路电源时，所有的操作员站必须由两路电源分别提供。

        2、UPS接线方式示意图如下
        原来不合理的方案：单元分别由三台UPS、两台旁路稳压屏、一台分配转换屏组成。UPS主电源或整流器故障时，直流电源通过逆变器自动无间断地供电。当直流放电至极限或逆变器故障时，将通过静态开关自动切换至备用UPS无间断地供电。
        改造后合理的方案：单元UPS配置方式为每单元配置两台主UPS及一台备用UPS，经冗余理论认定可靠性大幅提高。

        3、结合UPS操作较固定的特点，特制订了标准操作票和注意事项。
        UPS的启动及停止
        UPS的启动
        1.1 合上整流器市电电源，显示器显示“UPS XXXKVAXXXV”。
        1.2 当显示器显示“Stand—by”（准备启动），打开主机柜门按下启动按钮，UPS启动，显示器显示“Normal operation load power：xxx%”。
        1.3 合上直流电源。
        1.4 合上旁路电源。
        1.5 按两次按键C，复位告警发光二极管的告警指示。
        1.6 合出线开关，送负荷。
        1.7 关主机柜门。
        UPS由主路倒为自动旁路运行
        2.1 按面板号键，再按↑或↓键，直到显示器显示“By—pass operation：off”。
        2.2 按1键，如果旁路在规定范围内显示器显示By—pass operation：on”，此时旁路投入运行。若此时故障，系统将自动切换至直流运行。
        UPS由自动旁路倒为检修旁路运行
        3.1 确认UPS在自动旁路运行。
        3.2 将相应的旁路柜内的旁路手动开关由“运行（NORMAL）”位切至“检修（SERVICE）”位，检查输出正常。
        3.3 根据要求将UPS停运。
        UPS由检修旁路倒为自动旁路运行
        4.1 确认UPS在检修旁路运行。
        4.2 将相应的旁路柜内的旁路手动开关由“检修（SERVICE）”位切至“运行（NORMAL）”位，检查输出正常。
        4.3 根据要求将UPS倒为主路运行。
        UPS由自动旁路运行倒为主路运行
        5.1 确认UPS已启动且运行正常。
        5.2 按面板号键，再按↑或↓键，直到显示器显示“By—pass operation：on”（旁路运行：启动）。
        5.3 按0键，显示器显示“Normal operation load power：xxx%”（正常运行负载），此时负载由逆变器供电。
        UPS的停机
        6.1 断开旁路电源
        6.2 打开前门按下停机按钮，关闭系统，显示器显示“Stand—by”（准备启动）。
        6.3 切断直流电源，显示器显示“Stand—by”（准备启动）。
        6.4 切断整流器市电电源，显示器无显示，此时UPS被关机。
        运行状态说明
        7.1 正常运行状态UPS液晶显示为“Normal operation”状态。：XX %
        7.2 电池运行状态UPS液晶显示为“Batt operation”状态。Time > 0min
        7.3 旁路运行状态UPS液晶显示为“Bypass operation”状态。
        注意事项：
        1、UPS倒换操作前，应通知热工做好防止UPS失电的措施。
        2、UPS I、II段母联开关Q01只有在其中一组UPS退出运行后，且出口开关及检修旁路开关均断开后才允许合入母联开关Q01，两段母线并列运行。
        3、在用检修旁路带负荷运行时，必须先投入旁路运行才允许操作检修旁路。
        4、当UPS主路电源失去，UPS自动切至直流运行，而直流电压不能维持又切至旁路运行，恢复主路电源供电时，注意应先保证直流电源正常，然后送主路电源，UPS自动切至主路供电。UPS空载状态下，恢复主路电源供电时，恢复直流电源后UPS此时应自动由旁路切至直流供电，恢复主路电源后，UPS自动切至主路供电。禁止在UPS带负荷、UPS主路电源失去，旁路运行时，关断旁路电源，由直流运行，此时易造成电压波动大。
        结论：经过上述方案的解决，经过多年实践得到了很好的验证，既保证了设备和机组的安全，也为设备的检修消缺提供了可靠的保障，同时也解决了运行人员操作中的难题，为电力安全生产提供有力的保障。