凈化廠ups電源升級(jí)改造

1、<p>　　凈化廠UPS電源升級(jí)改造</p><p>　　[摘 要]本文主要分析天然氣凈化廠UPS不間斷電源的可能存在的風(fēng)險(xiǎn)，并制定應(yīng)對(duì)措施，設(shè)計(jì)、改造和完善現(xiàn)有UPS電源，實(shí)現(xiàn)UPS電源安全運(yùn)行，確保UPS電源用電設(shè)備連續(xù)不停機(jī)。消除UPS電源對(duì)凈化廠安全生產(chǎn)的影響，保障生產(chǎn)裝置“安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)”運(yùn)行。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]UPS 脫機(jī)工作模式 電容器 <

2、/p><p>　　中圖分類號(hào)：TN86 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）17-0214-01 </p><p>　　1 凈化廠UPS電源應(yīng)用概況 </p><p>　　凈化廠配電室二次電源主要采用UPS進(jìn)行供電，配置方案為一路UPS饋出。凈化廠儀表電源主要采用UPS進(jìn)行供電，配置方案為兩路UPS饋出。UPS對(duì)DCS、SIS等系統(tǒng)采用二級(jí)供電方式，

3、即設(shè)總配電箱和分配電箱；對(duì)單臺(tái)儀表的供電采用三級(jí)供電方式，即設(shè)總配電箱、分配電箱和儀表開(kāi)關(guān)板。 </p><p>　　全廠主要UPS共有52臺(tái)，其中索克曼IP機(jī)型30臺(tái)（10KVA 23臺(tái)、15KVA 5臺(tái)、20KVA 2臺(tái)），索克曼DDS機(jī)型16臺(tái)（30KVA），索克曼MP機(jī)型1臺(tái)（60KVA），梅蘭日蘭GalaxyPW機(jī)型2臺(tái)（160KVA），梅蘭日蘭GalaxyPW機(jī)型2臺(tái)（120KVA），先控CMS-15

4、0機(jī)型1臺(tái)（15KVA）。 </p><p>　　2升級(jí)改造和完善UPS電源 </p><p>　　UPS是十分重要的電氣設(shè)備，它能否正常工作直接影響到生產(chǎn)裝置的長(zhǎng)周期安全、平穩(wěn)運(yùn)行。作為一種電源設(shè)備，在提供不間斷電源的同時(shí)，自身由于設(shè)備壽命、所在環(huán)境、電子元器件質(zhì)量以及人為誤差等諸多因素的影響造成UPS工作異常。為實(shí)現(xiàn)UPS電源安全運(yùn)行，必須對(duì)現(xiàn)有UPS電源進(jìn)行改造和完善。 </p

5、><p>　　2.1 單機(jī)UPS增加脫機(jī)工作模式 </p><p>　　2012年11月13日，公用工程車間凈化水場(chǎng)配電室內(nèi)一臺(tái)索克曼IP機(jī)型UPS出現(xiàn)異常，UPS自動(dòng)轉(zhuǎn)換至蓄電池組工作模式。經(jīng)檢查為UPS電源輸入輸出濾波板故障，當(dāng)時(shí)由于該機(jī)型未采用脫機(jī)旁路，UPS電源輸入輸出濾波板需要更換處理，而濾波板同時(shí)與主、旁路電源直接連接，當(dāng)時(shí)為了安全，只能將整臺(tái)UPS停機(jī)，短時(shí)間造成該配電室進(jìn)線柜和

6、母聯(lián)柜的控制、計(jì)量及變壓器的溫度控制器等回路失去電源，給設(shè)備安全運(yùn)行造成一定影響。 </p><p>　　因此對(duì)重要負(fù)荷增加冗余供電，從而實(shí)現(xiàn)將故障UPS脫離供電系統(tǒng)而不停電，對(duì)凈化廠來(lái)說(shuō)是十分必要的。UPS脫機(jī)模式就能實(shí)現(xiàn)上述功能，見(jiàn)圖1。 </p><p>　　工作示意流程如下： UPS旁路電源→旁路變壓器→UPS饋出母線→負(fù)載。 </p><p>　　凈化廠新

7、改造的電信機(jī)房60KVA UPS電源增加了此工作模式，為下一步方便維護(hù)維修奠定了好的基礎(chǔ)。 </p><p>　　2.2 UPS電源元器件更新改造 </p><p>　　2.2.1 電容器更新改造 </p><p>　　近年來(lái)，UPS電源運(yùn)行故障率呈明顯上升趨勢(shì)，2013年5月15日及2013年8月10日第五聯(lián)合裝置、第一聯(lián)合裝置儀表機(jī)柜間UPS電源設(shè)備相即發(fā)生因電

8、容故障引起著火，均及時(shí)撲滅，未造成大的損失。 </p><p>　　通過(guò)分析UPS故障案例我們得出結(jié)論，UPS內(nèi)部大容量電容性能的劣化是引起這些故障的直接或間接重要起因。電容作為UPS設(shè)備內(nèi)部關(guān)鍵的大型電子器件，在UPS中起到整流濾波和輸出濾波兩個(gè)作用，對(duì)整流器和逆變器穩(wěn)定安全運(yùn)行密切關(guān)聯(lián)，一個(gè)性能已經(jīng)劣化的大容量電容它不但劣化了UPS運(yùn)行指標(biāo)，而且在出現(xiàn)嚴(yán)重劣化時(shí)相當(dāng)于一個(gè)隱藏于UPS內(nèi)部的“定時(shí)炸彈”。因此，

9、盡早更換缺陷電容，可以避免重大故障的發(fā)生。 </p><p>　　2.2.2 散熱風(fēng)扇更新改造 </p><p>　　UPS的散熱風(fēng)扇在UPS運(yùn)行中起著非常重要的作用。散熱風(fēng)扇的老化或故障易引起風(fēng)扇的風(fēng)量下降或風(fēng)機(jī)不轉(zhuǎn)，造成UPS大功率器件的損壞，或激活大功率器件的保護(hù)電路，引起大功率器件的停止工作，給負(fù)載供電帶來(lái)安全隱患。鑒于UPS散熱風(fēng)扇的重要性并結(jié)合生產(chǎn)廠家對(duì)易損件使用壽命的建議，我

10、們分期分批對(duì)凈化廠UPS散熱風(fēng)扇進(jìn)行了更換，消除了安全隱患。 </p><p>　　2.2.3 UPS電源操作方法更新 </p><p>　　2003年9月，三聯(lián)合儀表機(jī)柜間1#UPS空載啟動(dòng)時(shí)相繼出現(xiàn)無(wú)法執(zhí)行旁路向逆變器進(jìn)行切換，旁路轉(zhuǎn)到逆變器工作后又切回旁路帶載，操作人員嚴(yán)格按照操作步驟執(zhí)行，整個(gè)操作過(guò)程沒(méi)有錯(cuò)誤。 </p><p>　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，UPS逆變

11、器未啟動(dòng)時(shí)，直流總線電壓穩(wěn)定，UPS處于帶載運(yùn)行時(shí)，斷開(kāi)蓄電池與整流濾波器之間的連線，直流總線電壓頻率及幅值都有很大波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)可能造成UPS電源逆變器輸出電壓不穩(wěn)，啟動(dòng)失敗。電池組重新接入系統(tǒng)后，直流總線電壓重新趨于平滑，正是蓄電池的瞬時(shí)補(bǔ)流作用，在很大程度上改善了整流濾波器直流電源的波動(dòng)特性。因此在UPS系統(tǒng)中，蓄電池的作用除提供不間斷電能外，還承擔(dān)向逆變器的直流總線提供瞬態(tài)脈動(dòng)電流，以補(bǔ)充整流濾波器供電不足的任務(wù)。所以，在線式UP

12、S電源不宜在電池組未接入的條件下開(kāi)機(jī)試運(yùn)。 </p><p>　　在現(xiàn)行操作規(guī)程中，首先執(zhí)行UPS電源帶載啟動(dòng)操作，然后將電池組接入系統(tǒng)，采用這種操作方法，如果濾波電容容量飽滿，切換時(shí)不會(huì)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，如果電容容量下降，則導(dǎo)致切換失敗。針對(duì)存在問(wèn)題，我們進(jìn)行了操作更新，規(guī)定UPS電源帶載啟動(dòng)操作前，首先要將電池組接入系統(tǒng)，然后再按程序啟動(dòng)。 </p><p>　　2.3 UPS參數(shù)優(yōu)化 &

13、lt;/p><p>　　2010年7月24日，第三聯(lián)合裝置聯(lián)鎖停機(jī)，造成生產(chǎn)中斷。當(dāng)時(shí)分析的主要原因?yàn)殡娋W(wǎng)系統(tǒng)調(diào)壓，導(dǎo)致儀表機(jī)柜間1#、2# UPS越限保護(hù)動(dòng)作。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，我們對(duì)UPS越限保護(hù)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，對(duì)原整流電路電源電壓由±10%調(diào)整為15%，對(duì)原旁路電源電壓由±5%調(diào)整為10%。 </p><p>　　3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果分析 </p><p&

14、gt;　　3.1 升級(jí)、完善UPS電源供電模式 </p><p>　　UPS電源脫機(jī)工作模式既可實(shí)現(xiàn)對(duì)重要負(fù)荷增加冗余供電，又可實(shí)現(xiàn)將故障UPS脫離供電系統(tǒng)而不停電，對(duì)凈化廠來(lái)說(shuō)是十分必要的。2013年7月，凈化廠在新改造的電信機(jī)房60KVA UPS電源上新增加了脫機(jī)旁路工作模式，運(yùn)行一年多來(lái)，供電穩(wěn)定可靠，方便了維護(hù)維修工作。 </p><p>　　3.2 對(duì)凈化廠UPS電源的電容及散熱

15、風(fēng)扇進(jìn)行了集中更換 </p><p>　　從3月27日開(kāi)始，我們陸續(xù)對(duì)第一-六聯(lián)合儀表機(jī)柜間及中控室UPS電源進(jìn)行電容、風(fēng)扇更換，電容涉及6種規(guī)格164只，散熱風(fēng)扇涉及3種規(guī)格70只。對(duì)更換下來(lái)的元件分別檢測(cè)發(fā)現(xiàn)：第一～六聯(lián)合裝置UPS風(fēng)扇有17只存在問(wèn)題，占71%，主要表征為電機(jī)啟動(dòng)或運(yùn)行繞組阻值變小或斷線、電容容量變?。坏谝弧?lián)合裝置UPS電容有7只存在問(wèn)題，占30%，主要表征為電容容量變?。恢锌厥襏PS電

16、容有22只存在問(wèn)題，占50%，主要表征為電容漏液、容量變小。通過(guò)更換元件，消除了安全隱患。 </p><p><b>　　4 經(jīng)濟(jì)效益分析 </b></p><p>　　通過(guò)對(duì)UPS電源安全運(yùn)行進(jìn)行研究并應(yīng)用，保證了UPS裝置供電穩(wěn)定可靠，降低了UPS電源本體故障帶來(lái)的影響，確保了生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行。其經(jīng)濟(jì)效益以2014年9月13日聯(lián)鎖停車損失作為參考核算，外供產(chǎn)品氣減少1

17、30萬(wàn)方，按1.5元/方計(jì)，直接損失為130*1.5=195萬(wàn)元。 </p><p>　　該項(xiàng)目社會(huì)效益明顯。通過(guò)對(duì)UPS電源安全運(yùn)行進(jìn)行研究并應(yīng)用，一方面可避免由于UPS設(shè)備故障帶來(lái)的生產(chǎn)紊亂，減少操作人員緊張情緒，減緩工作壓力，降低勞動(dòng)量，從而降低了設(shè)備非正常停機(jī)的機(jī)率，保證了生產(chǎn)安全平穩(wěn)；另一方面UPS設(shè)備故障概率得到降低，減少了聯(lián)鎖停機(jī)，減少了保壓管路中不合格天然氣通過(guò)尾爐及火炬排放，減少了對(duì)周圍環(huán)境的影