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UPS直流電源故障導(dǎo)致事故的分析及改造

文檔作者：李妍文檔來源：中化礦山總局山東地質(zhì)勘察院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2025年04月23日
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2010年第31卷第2期 氮肥技術(shù) 31摘 要分析一起由于UPS蓄電池組帶載能力差導(dǎo)致機(jī)泵跳閘的事故，并針對uPS的直流電源的日常維護(hù)和系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)中存在的安全隱患，提出了改進(jìn)和防范措施。關(guān)鍵詞PLC直流電源事故分析改造引言中石油塔里木油田公司塔西南化肥廠是以天然氣為原料，年產(chǎn)200kt合成氨、340kt尿素的中型化肥生產(chǎn)企業(yè)。其合成氨裝置為國內(nèi)第二套國產(chǎn)化裝置，采用美國凱洛格公司的合成氨工藝，合成氨裝置快裝鍋爐，采用A11en—Bradev公司的SLC5／04型PLC控制，安裝1臺施耐德公司的APC Symme婦8kVA型UPS，為快鍋控制盤和104JT／104JAM控制盤提供控制電源。當(dāng)uPS出現(xiàn)故障時會造成合成氨裝置104JA、快鍋跳車并引起全廠聯(lián)鎖跳車?，F(xiàn)就2009年1月31日因uPs系統(tǒng)故障導(dǎo)致全廠停車的原因進(jìn)行分析，并提出了uPS系統(tǒng)改進(jìn)的措施。1事故原因分析2009年1月31日19時47分，合成車間主控人員發(fā)現(xiàn)中壓管網(wǎng)壓力急劇上升，接著進(jìn)一段爐(101一B)鍋爐給水流量FT一6低報(bào)，后104一JAm跳車，合成氨裝置運(yùn)行工程師立即決定啟動應(yīng)急預(yù)案，按全廠緊急停車處理，并通知當(dāng)班外操人員到現(xiàn)場檢查高爐給水泵跳車原因，外操人員到快鍋控制室發(fā)現(xiàn)快鍋及高爐給水泵的儀表控制面板無數(shù)字顯示，快鍋無法自動調(diào)節(jié)和手動操作。迅速聯(lián)系儀表和電氣人員到現(xiàn)場查看控制盤失電原因，儀修人員到快鍋控制室檢查發(fā)現(xiàn)電氣供電沒有供過來，電氣維護(hù)人員打開快鍋配電室，檢查UPS及線路后恢復(fù)供電后正常。通過事故原因分析，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致104-JA／M鍋爐給水泵跳車的原因是由于uPs系統(tǒng)失電造成的。造成系統(tǒng)失電無外乎有下面三個原因：(1)uPS主機(jī)控制有故障；(2)線路過載或短路；(3)線路接觸不好或插頭松動。uPs是PLC控制系統(tǒng)正常運(yùn)行的保障，它有3路電源：主電源、旁路電源、直流電源。有3種運(yùn)行方式：正常運(yùn)行方式、直流運(yùn)行方式、旁路運(yùn)行方式。正常運(yùn)行方式時，主電源供電，交流電輸入經(jīng)過匹配的變壓器供應(yīng)給相角控制整流器，整流器補(bǔ)償主線電壓的波動，負(fù)載的偏差，并維持直流電壓恒定，整流器供應(yīng)逆變器電能并保證其連接的電池具備安全備用(浮充和均充由充電條件和電池類型決定)，逆變器依靠最優(yōu)正弦脈寬控制(PwM)轉(zhuǎn)換直流電壓至交流電壓，并直接為所連接的負(fù)載供電。圖1中粗黑線為正常運(yùn)行方式時的電流傳送通道。圖1正常運(yùn)行方式直流運(yùn)行方式是：當(dāng)主輸入電壓發(fā)生下降或逆變器不再由整流器供電，接入直流中間電路的電池將會自動無干擾地為整流器供電。電池開始放電，電池電壓下降作為持續(xù)和巨大的放電電流的函數(shù)，電池電壓的下降由逆變器控制，而UPS輸出的電壓是保持恒定的。圖2中粗黑線為直流運(yùn)行方式時的電流傳萬方數(shù)據(jù)32 氮肥技術(shù) 2010年第31卷送通道。圖2直流運(yùn)行方式旁路運(yùn)行方式是：當(dāng)電池放電達(dá)到限度，將會發(fā)出警報(bào)，此時若主輸人電壓恢復(fù)系統(tǒng)將會自動恢復(fù)到正常運(yùn)行方式；若主輸入電壓未恢復(fù)而旁路輸入電壓正常，系統(tǒng)將自動轉(zhuǎn)到旁路運(yùn)行方式。圖3中粗黑線標(biāo)注為旁路運(yùn)行方式時的電流傳送通道。圖3旁路運(yùn)行方式旁路運(yùn)行方式是當(dāng)旁路愉入電壓偏低或超出范圍，系統(tǒng)將會自動停杌?！癹主輸人電源恢復(fù)，同時UPS系統(tǒng)程序自動開始，在主輸入電源恢復(fù)時，整流器將在60s后為電池充電，如果uPs系統(tǒng)程序沒有自動開始，只有手動重新啟動uPs系統(tǒng)。為了防止類似事件再次發(fā)生，化肥廠臨時決定先將uPS退出運(yùn)行，將UPS走旁路，直接由市電供電，并組織技術(shù)人員對uPS系統(tǒng)進(jìn)行檢查。待裝置停工檢修后更換配備冗余uPs、冗余24電源供電系統(tǒng)。2 改進(jìn)措施2009年5月，化肥廠利用停工檢修機(jī)會，對快鍋uPs系統(tǒng)采用以下技術(shù)方案進(jìn)行改造。(1)選用APC Symmetra 8kVA，3：1／1：l主機(jī)，APC的電源陣列可以為關(guān)鍵負(fù)載提供極高的可靠性。(2)采用1+1配置，4kw+4kw兩個模塊為系統(tǒng)提供冗余配置。(3)系統(tǒng)1h后備延時時間，以保證緊急情況下可以為負(fù)載提供一定的運(yùn)行時間。(4)采用JBuS通訊卡可與DCS通訊。3 改進(jìn)方案實(shí)施的效果自2009年5月對快裝鍋爐uPs系統(tǒng)直流電源進(jìn)行了改造后，在鍋爐正常運(yùn)行及異常運(yùn)行工況中，uPS系統(tǒng)再未發(fā)生異常情況，保證了重要負(fù)荷的供電正常。證明改造取得了成功，提高了uPS的運(yùn)行可靠性，保證了整個裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。4經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)(1)在UPS系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮周到，避免出現(xiàn)主電源及旁路電源同時帶在同一臺廠高變或啟備變的同一分支，防止出現(xiàn)當(dāng)啟動大容量設(shè)備時導(dǎo)致主電源和旁路電源電壓同時降低超限，造成uPS輸出中斷事故。(2)由于廠用直流系統(tǒng)電源蓄電池容量大，運(yùn)行維護(hù)工作較好，電源可靠性高，因此uPs系統(tǒng)的直流電源盡量采用廠用直流系統(tǒng)220V電源。(3)對于自帶蓄電池組的uPS系統(tǒng)的蓄電池要定期進(jìn)行檢查、監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)損壞的電池。利用停機(jī)機(jī)會定期進(jìn)行充放電，確保蓄電池容量充足，可靠備用。(4)對于機(jī)組雙電源供電的重要控制負(fù)荷，如DEH、Dcs、BPS系統(tǒng)等，應(yīng)調(diào)整優(yōu)化運(yùn)行方式，避免兩路電源同時取自同一廠用變壓器的同一分支，保證其供電的可靠性。(修改稿收到日期：2010—03—05

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