凈化廠ups電源升級改造

1、<p>　　凈化廠UPS電源升級改造</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險，并制定應對措施，設計、改造和完善現(xiàn)有UPS電源，實現(xiàn)UPS電源安全運行，確保UPS電源用電設備連續(xù)不停機。消除UPS電源對凈化廠安全生產的影響，保障生產裝置“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”運行。 </p><p>　　[關鍵詞]UPS 脫機工作模式 電容器 <

2、/p><p>　　中圖分類號：TN86 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）17-0214-01 </p><p>　　1 凈化廠UPS電源應用概況 </p><p>　　凈化廠配電室二次電源主要采用UPS進行供電，配置方案為一路UPS饋出。凈化廠儀表電源主要采用UPS進行供電，配置方案為兩路UPS饋出。UPS對DCS、SIS等系統(tǒng)采用二級供電方式，

3、即設總配電箱和分配電箱；對單臺儀表的供電采用三級供電方式，即設總配電箱、分配電箱和儀表開關板。 </p><p>　　全廠主要UPS共有52臺，其中索克曼IP機型30臺（10KVA 23臺、15KVA 5臺、20KVA 2臺），索克曼DDS機型16臺（30KVA），索克曼MP機型1臺（60KVA），梅蘭日蘭GalaxyPW機型2臺（160KVA），梅蘭日蘭GalaxyPW機型2臺（120KVA），先控CMS-15

4、0機型1臺（15KVA）。 </p><p>　　2升級改造和完善UPS電源 </p><p>　　UPS是十分重要的電氣設備，它能否正常工作直接影響到生產裝置的長周期安全、平穩(wěn)運行。作為一種電源設備，在提供不間斷電源的同時，自身由于設備壽命、所在環(huán)境、電子元器件質量以及人為誤差等諸多因素的影響造成UPS工作異常。為實現(xiàn)UPS電源安全運行，必須對現(xiàn)有UPS電源進行改造和完善。 </p

5、><p>　　2.1 單機UPS增加脫機工作模式 </p><p>　　2012年11月13日，公用工程車間凈化水場配電室內一臺索克曼IP機型UPS出現(xiàn)異常，UPS自動轉換至蓄電池組工作模式。經檢查為UPS電源輸入輸出濾波板故障，當時由于該機型未采用脫機旁路，UPS電源輸入輸出濾波板需要更換處理，而濾波板同時與主、旁路電源直接連接，當時為了安全，只能將整臺UPS停機，短時間造成該配電室進線柜和

6、母聯(lián)柜的控制、計量及變壓器的溫度控制器等回路失去電源，給設備安全運行造成一定影響。 </p><p>　　因此對重要負荷增加冗余供電，從而實現(xiàn)將故障UPS脫離供電系統(tǒng)而不停電，對凈化廠來說是十分必要的。UPS脫機模式就能實現(xiàn)上述功能，見圖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→負載。 </p><p>　　凈化廠新

7、改造的電信機房60KVA UPS電源增加了此工作模式，為下一步方便維護維修奠定了好的基礎。 </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，UPS電源運行故障率呈明顯上升趨勢，2013年5月15日及2013年8月10日第五聯(lián)合裝置、第一聯(lián)合裝置儀表機柜間UPS電源設備相即發(fā)生因電

8、容故障引起著火，均及時撲滅，未造成大的損失。 </p><p>　　通過分析UPS故障案例我們得出結論，UPS內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設備內部關鍵的大型電子器件，在UPS中起到整流濾波和輸出濾波兩個作用，對整流器和逆變器穩(wěn)定安全運行密切關聯(lián)，一個性能已經劣化的大容量電容它不但劣化了UPS運行指標，而且在出現(xiàn)嚴重劣化時相當于一個隱藏于UPS內部的“定時炸彈”。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 散熱風扇更新改造 </p><p>　　UPS的散熱風扇在UPS運行中起著非常重要的作用。散熱風扇的老化或故障易引起風扇的風量下降或風機不轉，造成UPS大功率器件的損壞，或激活大功率器件的保護電路，引起大功率器件的停止工作，給負載供電帶來安全隱患。鑒于UPS散熱風扇的重要性并結合生產廠家對易損件使用壽命的建議，我

10、們分期分批對凈化廠UPS散熱風扇進行了更換，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)合儀表機柜間1#UPS空載啟動時相繼出現(xiàn)無法執(zhí)行旁路向逆變器進行切換，旁路轉到逆變器工作后又切回旁路帶載，操作人員嚴格按照操作步驟執(zhí)行，整個操作過程沒有錯誤。 </p><p>　　通過實驗發(fā)現(xiàn)，UPS逆變

11、器未啟動時，直流總線電壓穩(wěn)定，UPS處于帶載運行時，斷開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，嚴重時可能造成UPS電源逆變器輸出電壓不穩(wěn)，啟動失敗。電池組重新接入系統(tǒng)后，直流總線電壓重新趨于平滑，正是蓄電池的瞬時補流作用，在很大程度上改善了整流濾波器直流電源的波動特性。因此在UPS系統(tǒng)中，蓄電池的作用除提供不間斷電能外，還承擔向逆變器的直流總線提供瞬態(tài)脈動電流，以補充整流濾波器供電不足的任務。所以，在線式UP

12、S電源不宜在電池組未接入的條件下開機試運。 </p><p>　　在現(xiàn)行操作規(guī)程中，首先執(zhí)行UPS電源帶載啟動操作，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，切換時不會出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，如果電容容量下降，則導致切換失敗。針對存在問題，我們進行了操作更新，規(guī)定UPS電源帶載啟動操作前，首先要將電池組接入系統(tǒng)，然后再按程序啟動。 </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，造成生產中斷。當時分析的主要原因為電網系統(tǒng)調壓，導致儀表機柜間1#、2# UPS越限保護動作。針對現(xiàn)場實際，我們對UPS越限保護參數(shù)進行了優(yōu)化，對原整流電路電源電壓由±10%調整為15%，對原旁路電源電壓由±5%調整為10%。 </p><p>　　3 現(xiàn)場應用效果分析 </p><p&

14、gt;　　3.1 升級、完善UPS電源供電模式 </p><p>　　UPS電源脫機工作模式既可實現(xiàn)對重要負荷增加冗余供電，又可實現(xiàn)將故障UPS脫離供電系統(tǒng)而不停電，對凈化廠來說是十分必要的。2013年7月，凈化廠在新改造的電信機房60KVA UPS電源上新增加了脫機旁路工作模式，運行一年多來，供電穩(wěn)定可靠，方便了維護維修工作。 </p><p>　　3.2 對凈化廠UPS電源的電容及散熱

15、風扇進行了集中更換 </p><p>　　從3月27日開始，我們陸續(xù)對第一-六聯(lián)合儀表機柜間及中控室UPS電源進行電容、風扇更換，電容涉及6種規(guī)格164只，散熱風扇涉及3種規(guī)格70只。對更換下來的元件分別檢測發(fā)現(xiàn)：第一～六聯(lián)合裝置UPS風扇有17只存在問題，占71%，主要表征為電機啟動或運行繞組阻值變小或斷線、電容容量變??；第一～六聯(lián)合裝置UPS電容有7只存在問題，占30%，主要表征為電容容量變??；中控室UPS電

16、容有22只存在問題，占50%，主要表征為電容漏液、容量變小。通過更換元件，消除了安全隱患。 </p><p><b>　　4 經濟效益分析 </b></p><p>　　通過對UPS電源安全運行進行研究并應用，保證了UPS裝置供電穩(wěn)定可靠，降低了UPS電源本體故障帶來的影響，確保了生產平穩(wěn)運行。其經濟效益以2014年9月13日聯(lián)鎖停車損失作為參考核算，外供產品氣減少1

17、30萬方，按1.5元/方計，直接損失為130*1.5=195萬元。 </p><p>　　該項目社會效益明顯。通過對UPS電源安全運行進行研究并應用，一方面可避免由于UPS設備故障帶來的生產紊亂，減少操作人員緊張情緒，減緩工作壓力，降低勞動量，從而降低了設備非正常停機的機率，保證了生產安全平穩(wěn)；另一方面UPS設備故障概率得到降低，減少了聯(lián)鎖停機，減少了保壓管路中不合格天然氣通過尾爐及火炬排放，減少了對周圍環(huán)境的影