零線中斷導(dǎo)致UPS停機(jī)事故分析

張大鵬，張金浩，董建民，李存國(guó)，邢梅娟

（中石化中原油田石油化工總廠，濮陽 457165）

0 引言

我廠常減壓裝置UPS在一次例行的模擬實(shí)驗(yàn)中發(fā)生突然停機(jī)事故，UPS輸出中斷，導(dǎo)致DCS黑屏，裝置切斷進(jìn)料。

1 事故分析

1.1 設(shè)備概況

該UPS為Power ware 9155系列在線型UPS，容量15KVA。如圖1所示，雙電源自動(dòng)切換系統(tǒng)ATS(Auto transform system)為UPS提供自動(dòng)切換的兩路市電電源，采用一臺(tái)Power ware 公司的MBS（Manual bypass system）作為手動(dòng)旁路切換控制箱。

1.2 事故經(jīng)過

按照UPS維護(hù)檢修規(guī)程要求，需要定期檢測(cè)UPS系統(tǒng)功能和進(jìn)行活化操作。為了檢測(cè)晃電時(shí)UPS是否能順利地轉(zhuǎn)為電池供電模式，維修人員依次拉開UPS配電箱中的主電源及旁路電源QF1、QF2空氣開關(guān)，以模擬市電缺失狀態(tài)。當(dāng)拉開QF2時(shí)，UPS瞬時(shí)發(fā)生停機(jī)事故，UPS輸出及液晶面板指示全無，DCS電源中斷，裝置緊急停車。

1.3 原因分析

首先懷疑負(fù)載過大，或負(fù)載發(fā)生短路、接地故障。因?yàn)榘凑照顟B(tài)，當(dāng)拉開QF1時(shí)，UPS會(huì)自動(dòng)切換到QF2旁路供電，當(dāng)切開QF2旁路時(shí)，UPS應(yīng)轉(zhuǎn)為電池供電模式，如果此時(shí)發(fā)生負(fù)載過大，或負(fù)載短路、接地等故障，UPS應(yīng)當(dāng)切斷負(fù)載，但液晶面板應(yīng)該發(fā)出故障指示，而不是黑屏，因此這一原因暫時(shí)排除。那么是否UPS本身發(fā)生故障了呢？經(jīng)過仔細(xì)檢查UPS的主回路、控制板、緊急停車開關(guān)等各項(xiàng)功能模塊，均未發(fā)現(xiàn)異常，而且負(fù)載經(jīng)檢測(cè)也正常，可見不可能是這種故障。經(jīng)過重新上電，按正常UPS開機(jī)程序開機(jī)，UPS正常啟動(dòng)，輸出電壓、充電電壓等各項(xiàng)指標(biāo)均正常。這說明UPS本身及負(fù)載均沒有問題。現(xiàn)在只剩UPS供電系統(tǒng)尚沒有檢測(cè)，但是UPS已經(jīng)正常開機(jī)，應(yīng)該說明供電系統(tǒng)是完好的，而且經(jīng)過測(cè)量，電壓、波形、頻率、電流都是正常的，整個(gè)UPS供電系統(tǒng)都是正常的，那么事故原因在哪里呢？事故分析陷入山重水復(fù)疑無路的地步。經(jīng)過細(xì)致分析，我們發(fā)現(xiàn)UPS零線由QF2雙極開關(guān)控制，當(dāng)拉開QF2時(shí)，旁路電源和零線同時(shí)斷開，而零線在UPS中具有很重要的作用，它為主控板提供邏輯0電位，當(dāng)零線斷開時(shí)，將導(dǎo)致主控板失去參考電位，引發(fā)強(qiáng)制關(guān)機(jī)。把QF2更換為單極開關(guān)，零線直接零母排，進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的功能測(cè)試，即逆變供電、旁路供電、電池供電、手動(dòng)維修旁路供電等四種供電模式的切換試驗(yàn)。當(dāng)轉(zhuǎn)手動(dòng)維修旁路供電模式時(shí)，需按以下操作步驟完成：1）UPS轉(zhuǎn)旁路供電模式。2）合S1。3）斷開S2。當(dāng)進(jìn)行到第三步時(shí)，UPS又發(fā)生了瞬時(shí)停機(jī)事故，故障現(xiàn)象和第一次一樣，幸虧DCS還沒有投用，沒有影響到生產(chǎn)，那么難道是事故原因分析錯(cuò)了？我們重點(diǎn)對(duì)供電系統(tǒng)重新進(jìn)行分析，很快，我們發(fā)現(xiàn)此次停機(jī)事故是由于S2斷開了系統(tǒng)零線所至，解決問題的途徑只有對(duì)MBS進(jìn)行改造，即將S2更換為單極開關(guān)，將零線采用端子連接。改造后經(jīng)試驗(yàn)所有功能正常。

2 經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)

1）我們以往忽視了UPS零線在系統(tǒng)中的重要作用，尤其在有些UPS中，輸入零線更是直接作為輸出零線，因此所有UPS供電系統(tǒng)的零線，在任何正常操作時(shí)都不應(yīng)該被斷開，這一點(diǎn)在今后UPS供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要充分認(rèn)識(shí)到。

2）盲目相信進(jìn)口設(shè)備，在事故分析中忽視了對(duì)MBS的分析研究，總認(rèn)為進(jìn)口設(shè)備應(yīng)該不存在設(shè)計(jì)上的缺陷，事實(shí)證明應(yīng)用較為廣泛的此款MBS存在嚴(yán)重的設(shè)計(jì)缺陷，甚至當(dāng)誤切斷S2時(shí)會(huì)發(fā)生整個(gè)UPS系統(tǒng)徹底停電的事故，其設(shè)備的容錯(cuò)率為0，因此這點(diǎn)教訓(xùn)應(yīng)引起廣大技術(shù)人員的格外注意。