摘要：目前国内大型火力发电厂普遍采用集散控制系统（DCS）、升压站网络控制系统（NCS）、汽轮机数字电液控制系统（DEH）等基于计算机技术和网络技术的监视、控制和保护系统，上述系统对交流电源的电源可靠性和电能质量要求很高。为保障其安全可靠运行，交流不停电电源（UPS）在大型火力发电厂得到了广泛应用[1]。本文以E2001型交流不停电电源（UPS）为例，介绍了不间断电源系统（UPS）的原理及相关的维修过程，并根据实际的工作经验，提出几种UPS故障故修的技巧。
关键词：UPS；不间断电源系统；原理；维修；应用
1、UPS的构成概况
兰溪电厂每台机组配置二套交流不停电电源系统（Uninterruptable Power Supply-System），安装于汽机电子室，每套UPS由整流器、逆变器、静态旁路开关、手动检修旁路开关、逆止二极管、旁路隔离变压器、旁路调压器和馈线屏等组成。二套UPS独立向UPS负荷供电，特别重要的负荷必要时可在负荷侧进行电源切换，主要负载为单元机组DCS监控系统，锅炉安全监视系统、数字式电液调节器、汽轮机监视仪表、汽轮机旁路系统以及其他自动和保护装置等。
UPS装置为三相输入、单相输出，主路输入为单相380V汽机段，旁路输入电源为单相380V保安段，直流输入由厂内220V直流系统供电[2]，原理图如图1。
图1 E2001型UPS原理图
该UPS采用IR公司生产的IRKT320型整流器，容量为124.3kW，最大电压变化范围为±20%；采用IR公司生产的XW0021型单极双静态开关，额定电压为1200V，最大连续电流500A，最大瞬时电流有效值6000A，切换时间为不大于0.35s；该UPS交流输入电压可调范围为20%，直流电压可调范围为176V~325V，交流电压输出可调范围为230±1%V，额定容量为80kVA。
2、UPS的典型故障分析
2.1 故障现象
2014年11月27日 10时50分，#4机组大屏“UPS”报警，查#4AUPS逆变器
故障，自动切换至静态旁路运行。
2.2检查处理情况
11月27日11时10分，继保人员到现场发现DCS画面报“#4A UPS装置报逆变故障”，就地面板无显示，初步判断为逆变电源板故障引起，因暂无备品，暂缓处理。12月16日 9时53分，运行告#4A UPS装置报“高温告警”、“逆变故障”，继保人员测量逆变电源板24V直流电源为零，查逆变电源板的负载，发现有一只逆变模块内部短路，判断为逆变电源板故障。12月19日，继保人员更换逆变电源板后开机正常。。
3、原因分析
逆变电源板电源取自UPS直流部分的中间电路，经电源板后生成以下各种类型的电源主要有+26V、-26V、+24V、-24V、+15V、-15V及交流小电源供其下面负荷使用，主要用户有静态开关、静态开关驱动板（逆变器侧）及静态开关驱动板（旁路侧）、背板及二次接线、逆变控制板及逆变模块、逆变调整板、显示控制板、逆变驱动板、直流电容，见图2。
图2 逆变电源板电路原理图
第一次故障原因为逆变静态开关偶发故障，导致背板输入保险熔丝熔断及逆变电源板故障。
第二次故障原因为逆变静态开关故障，逆变静态开关测量阻值为100k，导致背板输入保险熔丝被熔断。
第三次故障原因为逆变模块IGBT内部短路导致逆变电源板故障。
考虑到本台UPS从2005年投运至今，其余卡件已运行9年左右。除了每逢停机（即每逢机组大中小修）进行柜内清扫、螺丝紧固、开入开出检查、切换试验等标准项目外，易损件基本未更换过。从本次检查的情况来看，柜内元器件均有不同老化。因此认为#4A UPS故障的原因为元器件老化。
4、防范措施
1、建立UPS运行和检修数据库。从本次检修情况来看，对UPS的一些元器件，比如静态开关的阻值、逆变模块脉冲、IGBT的阻值、电容的容量等的一些反应元器件是否正常的状态量只能根据厂家提供的同类机型的大致值判断，而实际上不同品牌的元器件，如富士牌和三菱牌IGBT阻值差别就比较大。四台机UPS并不是同批次供货，柜内元器件存在一定的差别。针对该问题，应从巡检和检修两方面入手。运行中由继保班每周加强巡检，记录电流、电压、温度及显示面板的信息，建立运行台账。检修时增加对静态开关的阻值、逆变模块、整流模块、IGBT、交直流电容常见元器件的的状态量试验报告[3]。
2、常用备件应充足。对UPS易损板件如果采购周期长应适当增加备品备件库存，缩短处理缺陷时间。从本次检修情况来看，静态开关、逆变模块、显示板程序均需厂家调货，增加了检修的处理时间。
3、加强人员培训，增强UPS类设备运维能力。从本次检修情况来看，厂内检修人员对该机型的检修能力欠缺，对厂家人员依赖较大。建议利用A修机会，对#4A UPS进行全停解体检查，在现场利用解体设备开展一次针对运行、维护人员的专业培训。
参考文献：
[1]刘平. UPS电源的使用及维护分析[J]. 科技与创新，2017（10）：86-86.
[2]郭长顺. 浅谈UPS不间断电源在垃圾焚烧发电厂的应用问题 科技与创新 2019第02期：140-141
[3]蒋旭栋. #4机组UPS装置不正常切至旁路分析及改造 河南电力 2003第4期：40-41
论文作者:王林刚1,胡凯波2
论文发表刊物:《河南电力》2018年21期
论文发表时间:2019/5/21
标签：逆变论文; 旁路论文; 故障论文; 静态论文; 电源论文; 阻值论文; 电源板论文; 《河南电力》2018年21期论文;