2.故障發生及分析
2.1? 發現問題
2號機投產以來共發生UPS電源中斷事故三起,一次引起保護動作跳閘停機,兩次造成機組被迫打閘停運;其故障性質惡劣,嚴重影響機組安全、穩定運行。下面將對事故過程進行敘述、分析。
事件1: 2002年7月29日14點37分,啟動2號給水泵時,UPS電源中斷,造成DCS系統及工業監視器電源消失;機組失去所有遠方監視及控制手段,遠方打閘不良,運行人員立即就地打閘停機。到UPS室就地檢查時發現不停電段電壓消失,立即手切Q050開關至BYPASS位置(手動旁路),由備用市電經手動旁路向負載供電。UPS系統恢復供電后,機組再次啟動;同時查UPS事故追憶,有以下報警:
a.逆變器輸出熔斷或逆變器輸入開關斷開;
b.系統一個或多個風扇故障;
c.逆變器輸出電壓超限或逆變器單元溫度高。
原因分析:由于2號給水泵電源取至6KVⅡA段,而2號低工變(帶380V廠用ⅡB段運行)也取至6KVⅡA 段,并且UPS主回路市電和保安段工作電源均取至380V廠用ⅡB段;所以在對6KV母線電壓監視不足時,啟動給水泵,因瞬間啟動電流,而引起UPS系統輸入端兩路電源電壓均大幅度降低,而轉為蓄電池供電同時逆變器輸出熔斷器F021熔斷,造成UPS供電中斷。
事件2: 2002年8月18日1點5分,380V廠用ⅡB段工作電源812B開關跳閘,備自投裝置未動作造成380V廠用ⅡB段失電;保安段工作電源052開關跳閘,備自投動作正確,保安段工作正常;而UPS系統母線電壓降至177V造成DCS系統計算機死機,此時處在備用狀態的EH油泵誤啟動,造成EH油泵出口油管路漏泄,EH油箱油位低,EH油泵跳閘,EH油壓低保護動作機組跳閘。
原因分析:因為穩壓調壓器調壓電機電源接于主回路,所以UPS系統處于“自動控制”方式工作,當穩壓調壓器輸入電源突然中斷時,控制系統即發出指令,使調壓器輸出自動降到下限值;并發出報警,等待電源再度恢復時,控制系統再度將調壓器輸出自動調節到整定值。而轉為蓄電池供電同時逆變器輸出熔斷器F021再次熔斷,由于電壓波動較大致使靜態開關自動關斷,造成UPS供電中斷。
事件3: 2003年5月23日6點18分,啟動2號給水泵時,UPS電源再次中斷,造成監視與控制系統斷電,運行人員失去監控手段,遠方打閘不良,則就地打閘停機。
此次事件前,5月19日5點10分,UPS母線電壓下降至207V,經檢查發現逆變器輸出熔斷器斷、逆變器輸出與旁路不同步、系統風扇故障報警,UPS自動由主回路切至靜態旁路供電,同時發現旁路電壓調整裝置失靈,穩壓調壓器手動、自動均不可調。
原因分析: 由于主回路供電的故障和F021保險多次不正常的熔斷, 而保安段(即備用市電電源)由380V廠用ⅡB段供電,因為2號低工變(是380V廠用ⅡB段的工作電源)和2號給水泵都是6KVⅡA段負荷,所以啟動2號給水泵造成6KV母線電壓下降,導致保安段電壓下降,而穩壓調壓器調壓電機電源取至主回路,使穩壓調壓器自動調壓失靈造成靜態旁路的可控硅靜態開關在電壓波動超過±10%自動關斷,從而使UPS失電。
2.2? 總結問題
經過上述事件及對系統工件原理分析,撫順發電廠2號機UPS系統運行問題總結如下:
第一,UPS供電中斷或故障,均發現F021保險熔斷,并有UPS系統同步故障報警。F021為逆變器輸出熔斷器,只有當逆變器出現嚴重故障時保護負載,幾次就地測量旁路電壓和旁路與輸出間電壓及頻率均未超限;因而懷疑UPS主控板是否有故障或程序缺陷。
第二,一旦逆變器出現故障(即F021熔斷),系統將轉換至靜態旁路運行,而靜態旁路供電穩定性差的因素在此過程逐漸被暴露出來;因為穩壓調壓器不能保證備用市電電壓在±10%以內波動,所以電壓超限后,靜態開關自動關斷。
第三,由穩壓調壓器穩壓精度與投產前試驗數據(如下表)比較結果證明穩壓調壓器工作失穩,導致電壓波動不穩定使靜態開關自動關斷;所以穩壓調壓器需嚴格檢修、檢查。
2001年4月24日:穩壓調壓器自動穩壓性能測試:

第四,為防止穩壓調壓器在“自動”方式下由于故障而失控,使調壓器輸出電壓遠離整定值,特設有過壓、欠壓保護電路。當輸出電壓超出整定值±10%時,保護環節立即切斷調壓電機電源,此時只可以手動調壓。
第五,當電池放電終了或UPS故障時,UPS向負載供電電源只有備用市電。若備電電壓超出標準,UPS拒絕切換,勢必造成供電中斷。因此備用市電的質量對UPS系統來講是至關重要的。
第六,在閉合電池開關之前必須先將UPS主機的充電器開啟,待其輸出電壓升至額定值后,才能操作電池開關使其閉合。因為在UPS的直流回路中,有一組容量比較大的電解電容器,過高的電壓差,將使電容器的充電電流過大,一則可能使電容器損壞,二則可能使開關觸點燒壞,甚至傷及人體。
第七, Q050開關是先合后斷式,具有兩個位置,當開關處于位置“AUTO”(正常運行)時,負載由UPS系統供電(逆變器或靜態旁路);當開關處于位置“BYPASS”,負載直接由備用市電供電, UPS主機可以退出運行,但此時若備用市電中斷,UPS系統即將斷電。
第八,UPS系統故障必定會造成DCS系統失電,當DCS系統故障時,不僅INFI90計算機控制系統失靈,而且大部分保護及聯鎖也將失效;由汽輪機遠方打閘不良、EH油泵誤啟動可見,設法提高UPS系統可靠性至關重要。
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