UPS逆變裝置異常分析

2021-09-13 09:58:54張翔吳云芳王劍洪

張翔，吳云芳，王劍洪

（國網福建省電力有限公司檢修分公司，福建福州350000）

UPS即不間斷電源系統，能夠為負載提供連續穩定的交流電能。變電站廣泛使用的綜合自動化系統，均由UPS電源系統供電。如果UPS裝置發生異常，將失去對綜合自動化系統的供電，嚴重影響電網的安全運行，因此運維人員如何有效快速處理UPS裝置異常尤為重要。

1 UPS逆變裝置

YZ變電站的2套UPS電源裝置，型號為JETECH SWR6K。UPS基本架構如圖1所示，其中輸入端主要有市電（交流電）輸入、直流電輸入2種輸入方式，無單獨的外部旁路輸入，無外回路旁路輸入空開，但在輸入隔離變壓器與轉換開關之間加裝了旁路回路，與常規UPS裝置的旁路方式不同。

圖1 UPS基本架構圖

JETECH SWR6K型UPS電源裝置主要有3種工作模式：交流工作模式、直流工作模式、旁路工作模式。

1.2.1 交流工作模式

如圖2所示，交流電源輸入正常時，經交流輸入空氣開關，送到濾波器濾除干擾后送到隔離變壓器，隔離變壓器將進行交流隔離后送到整流濾波電路，將交流電變成直流電后供給逆變器，逆變器在主控電路控制下將直流電轉換成交流電輸出給輸出隔離變壓器進行隔離，再由轉換開關選擇輸出的交流電壓，經過輸出濾波后，送到負載端。

圖2 交流工作模式

1.2.2 直流工作模式

如圖3所示，當交流輸入故障時，電力逆變電源轉由直流供電，逆變器將送來的直流電轉換成交流電輸出給輸出隔離變壓器進行隔離，再由轉換開關選擇輸出的交流電壓，經過輸出濾波后，送到負載端。

圖3 直流工作模式

1.2.3 旁路工作模式

如圖4所示，當UPS電源裝置過載或故障時，電力逆變電源將轉由旁路供電，交流電經由交流輸入開關，由濾波器進行濾除干擾后經隔離變壓器進行隔離，直接送到轉換開關上，由轉換開關選擇旁路輸入的電壓輸出后，經過輸出濾波送到負載端。

圖4 旁路工作模式

2020年11月25 日，YZ變電站監控后臺報文顯示“主控室公用測控（開入32）#2 UPS逆變異常動作”。

2.2.1 現場檢查

運維人員現場檢查#2UPS裝置發出連續“蜂鳴”聲，輸入指示燈LINE綠燈常亮，旁路指示燈BYPASS黃燈常亮，逆變器輸出指示燈INV滅，液晶面板顯示輸入、輸出電壓正常，如圖5所示，UPS裝置對應指示說明如圖6所示。

圖5 現場UPS裝置異常指示

圖6 UPS裝置對應指示說明

進一步檢查相關UPS負荷，發現#2監控后臺顯示屏、鼠標、鍵盤無顯示，檢查SCADA4主機正常，但KVM轉換器斷電。

2.2.2 異常處理

根據檢查結果，運維人員迅速重啟了#2監控后臺的KVM轉換器，恢復了#2監控后臺的正常使用。

根據裝置說明書，裝置內部偵測電路及控制電路能使轉換開關在極短的時間完成轉換，另有邏輯線路控制裝換開關是否該轉換，例如在正常工作狀態下輸出短路時，電力逆變電源偵測到短路時，若超過逆變器可容忍時間，便會切斷逆變器，然后轉換開關會轉換到旁路供電，因為轉換開關能承受超載的能力比逆變器高。

結合#2 UPS裝置的異常信號及相關指示燈狀態，判斷#2 UPS裝置正處于旁路供電，逆變輸出功能異常未啟動的狀態，檢查裝置外觀未見明顯異常現象，故重啟#2 UPS裝置逆變器電源，發現有燒焦味且存在異響，立即斷開#2 UPS逆變器電源，使#2 UPS裝置處于內部旁路供電狀態。

立即與省監控、自動化核對信號，確認UPS負荷正常，并且不影響相關調度數據網、告警直傳等相關功能上傳。

現場斷開#2 UPS裝置的直流輸入空開，防止#2 UPS裝置交直流互竄，保證#2 UPS旁路供電正常。

對#1 UPS、#2 UPS裝置進行紅外測溫跟蹤，并監視負荷承載率，在缺陷消除前，做好異常跟蹤，確保站內UPS負荷正常運行。

2.2.3 異常原因

經廠家現場拆機檢查，確認異常原因為逆變器主板、電容器元件損壞，經更換逆變器主板、電容器元件后，#2 UPS裝置恢復正常，恢復交流供電模式。

梳理UPS裝置指示燈狀態看板，在現場醒目位置貼條提示，提高異常處置效率，如表1所示。

表1 UPS裝置指示燈看板

通過梳理處置流程進行有序地處置，在班組內開展培訓交流，提高班組對裝置異常的處置能力，如表2所示。

表2 UPS逆變裝置異常處置流程

如表3所示，UPS裝置異常時出現的“蜂鳴”警報聲的變化，代表不同的異常狀態，日常巡視、事故處理時容易被忽視，進行相關梳理，可以進一步提高異常判斷的效率。

表3 ”蜂鳴“聲與異常現象對應表

本文介紹了一起UPS逆變裝置異常案例，總結了UPS裝置異常處理方法及處置流程，對運維人員快速高效處理UPS裝置異常有著積極作用。