UPS原理與日常維護(DOC)

1、1 UPS 原理與日常維護 UPSUPS 輸出應為交流 220V, 50Hz,220V, 50Hz,單相，不接地系統(tǒng)，可連續(xù)向重 要負荷提供電源。集控樓每單元機組設置一套 UPSUPS 額定容量為 80kVA 80kVA 網(wǎng)絡控制系統(tǒng)設置兩套 UPSUPS 其額定容量各為 10kVA10kVA 1.1. UPSUPS 將向以下負荷提供交流電源，但不限于此： 集控樓 UPSUPS 機組分散控制系統(tǒng)（DCSDCS、鍋爐安全監(jiān)視系統(tǒng)、汽 輪機監(jiān)視儀表、汽輪機旁路系統(tǒng)、主廠房就地 I&CI&C 負荷、火災探測報 警及控制系統(tǒng)集中報警控制盤、電氣測量變送器、其它自動調(diào)節(jié)、監(jiān) 視和保護設備

2、等。 網(wǎng)控 NCSNCS 站控層 UPS NCSUPS NCS 站控層設備等。 網(wǎng)控 NCSNCS 間隔層 UPS NCSUPS NCS 間隔層設備等。 2.2. UPSUPS 組成及使用環(huán)境 UPSUPS 裝置應由輸入隔離變壓器、整流器、逆變器、靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關、 手動旁路開關、逆止二極管、旁路隔離變壓器、旁路調(diào)壓器和配電柜 等組成。UPSUPS裝置應滿足在環(huán)境溫度- -5 5 4040C的條件下額定滿負荷連 續(xù)運行以及5050C時額定滿負荷運行 8 8 小時。 3.3. UPSUPS 電源及檢修詳細要求 UPSUPS 整流器由 380V380V 廠用系統(tǒng)供電并向逆變器提供直流電源， 同時 機組

3、220V220V 直流系統(tǒng)經(jīng)逆止二極管接入作為逆變器的備用電源，一旦整 流器故障，逆止二極管導通，逆變器無間斷地向機組 22220V0V 直流系統(tǒng)供 電。在逆變器發(fā)生故障及在逆變器輸出側發(fā)生過負荷或負荷故障，靜2 態(tài)轉(zhuǎn)換開關自動將負荷切換到旁路電源。一旦消除了逆變器的故障、 負荷故障或過負荷情況，靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關應自動將負荷由旁路電源回路 切回到逆變器輸出。需要檢修逆變器和靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關時，可利用手動 先通后斷開關實現(xiàn)無間斷的切換到旁路。 4.4.一般 UPSUPS 原理圖表 5.UPS5.UPS 主要元件的作用電池柜 3 5.15.1 整流器 固態(tài)，交流輸入側可調(diào)的 1212 脈沖整流器應用于向逆

4、變器提供穩(wěn)定 的直流電壓。整流系統(tǒng)應由輸入隔離變壓器、整流器和控制盤等組成， 在整流器輸入端應提供一個帶熱元件的自動開關作為過流保護。整流 器輸入電壓應為 380V,380V,三相三線，50Hz,50Hz,允許電壓變化范圍應不小于 + 10%+ 10%- - - -15% 15% 允許頻率變化范圍應不小于士 5%5% 5.25.2 逆變器 逆變器應由具有恒壓恒頻的靜態(tài)裝置構成。逆變器應具有一個全 自動限流功能，用來防止其輸出超過最大運行值和輸出側的過負荷或 短路。逆變器應有良好的散熱和通風。逆變器的輸入來自整流器的直 流輸出或來自機組 220V220V 直流電系統(tǒng)，當整流器輸入電壓和頻率在允許

5、 的規(guī)定值范圍內(nèi)變化或蓄電池組直流母線電壓變化率為額定值的士 1212.5%.5%時，逆變器在各種工況運行時，應能提供額定電壓為 220V220V、50Hz 50Hz 的單相輸出。其輸出電壓變化范圍不大于士 1%1%頻率變化范圍不大于 士 0.5%0.5%;逆變器輸出總諧波有效值不應超過 3%3%單一諧波有效值不應 超過 2%2%逆變器在功率因數(shù) 0.7 0.7 0.90.9 運行時，最大沖擊負荷為額定 值的 1.51.5 倍時，應能承受 60 60 so UPSUPS 逆變器輸出應對旁路輸入進行連續(xù)跟蹤，以便在主機故障或 工作電源消失時，實現(xiàn)無擾動切換到旁路。 5.35.3 靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關 靜

6、態(tài)開關- -定義 靜態(tài)開關又稱靜止開關，它是一種無觸點開關，是用兩個可控 硅4 （SCRSCR 反向并聯(lián)組成的一種交流開關，其閉合和斷開由邏輯控制器 控制。分為轉(zhuǎn)換型和并機型兩種。 靜態(tài)開關- -作用 轉(zhuǎn)換型開關主要用于兩路電源供電的系統(tǒng)，其作用是實現(xiàn)從一 路到另一路的自動切換；并機型開關主要用于并聯(lián)逆變器與市電或多 臺逆變器。靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關是一個快速切換裝置，應作為 UPSUPS 主機的一 部分來提供。裝置的控制應提供自動或手動不間斷地切換負荷至旁路 電源，并當逆變器故障和負荷故障消除和逆變器輸出在規(guī)定范圍之內(nèi) 時，經(jīng)同步檢測延時 510510 秒自動切回至逆變器輸出。靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關在 旁路電源

7、側和逆變輸出側均應安裝。靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關的切換時間在任何 切換情況下應不大于0.5ms0.5ms。 6.6. 手動旁路開關 為便于維護 UPSUPS 設備，供方應提供手動操作機械旁路開關。手動 旁路開關應是先通后斷結構，以保證在切換過程中 UPSUPS 輸出交流電源 的連續(xù)性。手動旁路開關應為一體化產(chǎn)品，能夠?qū)崿F(xiàn)運行、旁路、檢 修工況的操作。 7.7. 逆止二極管 逆止二極管用于 UPSUPS 內(nèi)部整流器輸出與外接的機組 220V220V 直流電源 系統(tǒng)之間的隔離。逆止二極管應按逆變器最大輸入電流來選擇，并具 有承受輸出端短路故障的自保護能力。逆止二極管應能承受不小于 1500V1500V 的反向

8、電壓。逆止二極管應作為主機的一個元件成套提供。 5 8.8. 旁路電源 UPSUPS 設置旁路電源。 旁路電源應包括降壓隔離變壓器和自動電壓調(diào)節(jié)器，降壓隔離變 壓器用于從電氣上和靜電上將 UPSUPS 負荷與系統(tǒng)輸入電源隔離，即防止 暫態(tài)過程進入或干擾負荷回路。自動電壓調(diào)節(jié)器用來隨輸入電壓波動 而升高或降低輸出電壓，以便向 UPSUPS 負荷提供恒壓電源。 9.9. 配電柜 8.1UPS8.1UPS 配電柜內(nèi)的母線應采用銅排，并能承受 UPSUPS 電源提供的短 路電流。 8.2UPS8.2UPS 配電柜內(nèi)的負荷饋線采用小型空氣斷路器， 空氣斷路器選 型應滿足短路電流的要求?？諝鈹嗦菲鲬獛в休o

9、助接點和報警接 點各一對，供方應負責將配電柜內(nèi)的所有饋線空氣斷路器的報警 接點并聯(lián)并接至端子排上，以供業(yè)主方，總承包方使用?？諝鈹嗦?器選用施耐德產(chǎn)品。 8.38.3 在柜內(nèi)提供銅接地母線連接所有交流系統(tǒng)中性點，采用壓接 型端子連接外部接地電纜。 10正常運行模式 10.110.1 在正常運行模式下，旁路開關 Q050Q050 切換至 AUTOAUTO 端交流電輸入（整流6 器主輸入）經(jīng)過匹配的變壓器供應給相角控制整流器。整流器補償主輸入電壓的 波動，負載的偏差， 以及維持直流電壓恒定。 整流器供應逆變器電能并保證連接 的電池保持備用安全 （浮充和均充由充電條件和電池類型決定） 在其下端的逆變

10、器依靠最優(yōu)正弦脈沖寬控制 （PWMPWM）轉(zhuǎn)換直流電壓至交流電 壓, ,并直接為所連接的負載供電 圖。1 1 旁路輸入c 涉及 狀 態(tài) 整流器主輸入 有效且允許范圍內(nèi) 旁路輸入 有效且允許范圍內(nèi)（可能超出允許范圍） Q050Q050 在 AUTOAUTO 端 Q004Q004 開 整流器 開 逆變器 開 靜態(tài)開關 ENEN 關 輸出電壓 在允許范圍內(nèi) 如果逆變器對負載供電不安全，例如 由于過載（150% 1150% 1 分鐘，125% 10125% 10自助 :F侶 輸出 主輸入 7 分鐘）或者逆變器故障，UPSUPS 系統(tǒng)將會切換到旁路 更進一步信息請看第 5 5 小節(jié)： 旁路運行模式 11

11、.211.2 電池運行模式 當電池運行模式時旁路開關 Q050Q050 在 AUTOAUTO 端如果電壓發(fā)生下降或故障，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的為逆變器供電。 電池放電會發(fā)出告警， 電池電壓以持續(xù)和較大的放電電流的函數(shù)下降。 由逆變器 控制從而 UPSUPS輸出的電壓是保持恒定的。如果電池放電達到限度，報警將會發(fā) 出。當主輸入恢復或依靠柴油發(fā)電機的緊急電源供應代替有問題的供應，系統(tǒng)將 會自動恢復到正常運行模式。否則，如果旁路輸入在允許的范圍內(nèi)，系統(tǒng)將自動 轉(zhuǎn)到旁路運行模式，如果旁路輸入不可用或超限，系統(tǒng)將會自動停機。主輸入恢 復或依靠柴油發(fā)電機的緊急電源

12、供應代替有問題的主電源， 如果 UPSUPS 系統(tǒng)設置為 自動開機，在主輸入恢復時整流器將在 6060 秒后開啟并為電池充電；如果系統(tǒng)沒有 設置為自動開機，只有手動開機，系統(tǒng)將等待人員操作開機。 8 電池為負載供電 - .電地犧人 涉及 狀 態(tài) 整流器主輸入 外界允許范圍 旁路輸入 可能的允許范圍內(nèi)（也可以是外界允許范圍） Q050Q050 在 AUTOAUTO 端 電池 可能的允許范圍 Q004Q004 開 整流器 關 M2L 主輸入C 豐動丟耘 電池殲關 9 逆變器 開 靜態(tài)開關 ENEN 關 輸出電壓 在允許范圍內(nèi) 11.311.3 旁路運行模式 在旁路運行模式下手動旁路開關 Q050Q

13、050 在 AUTOAUTO 端此操作可以使用電設備無間 斷切換至特定允許限度的主輸入供電（旁路輸入）。切換可由控制信號自動啟動或 由手動啟動。 每次無間斷切換，自動還是手動，只能由 UPSUPS 系統(tǒng)的電壓，頻率和相位與旁 路輸入的關系是否同步來決定。超出的允許范圍的電壓，頻率和相位中的任意一 個，機器將會禁止切換。 當逆變器電力供應不能保證在允許范圍內(nèi)時，負載將自動切換至旁路輸入。 如果旁路輸入故障發(fā)生，整流器主輸入正常，系統(tǒng)將自動切換至正常運行模 式，否則如果電池可用并在允許范圍內(nèi)（僅發(fā)生在手動切換至旁路運行模式的情 況下）將切換至電池運行模式 此情況會發(fā)生由程序決定的逆變器輸出電壓的瞬

14、時消失，但不會影響設備的 運行。 自動切換至旁路運行模式。負載由旁路輸入直接供電不會干擾在安全母線排上 _ 電葩輸入 的用電設備 二主輸入0 整謊器 于動労路幵關 輸出 池幵關 10 涉及 狀態(tài) 整流器主輸入 旁路輸入 Q050Q050 電池 超出允許范圍（可能在允許范圍內(nèi)） UPSUPS 也會切換至旁路如果逆變器由于過載進入 電流限制 一逆變器的供電不被保證 Q004Q004 開 整流器 關/ /開（由切換決定） 逆變器 關 靜態(tài)開關 ENEN 開 輸出電壓 在允許范圍內(nèi) 如果過載仍存在，問題未解決，UPSUPS 將自動切換回正常運行模式或電池運 行模式。 由手動切換至旁路運行模式。負載由旁

15、路輸入直接供電不會干擾在母線排上-電池輸入 輸出 ii 的用電設備 11.411.4 充電 涉及 狀態(tài) 整流器主輸入 有效且允許范圍內(nèi) 旁路輸入 有效且允許范圍內(nèi)（也可能超出允許范圍） Q050Q050 在 AUTOAUTO 端也可能在 BYPASSBYPASS 或 BYPASSBYPASS 端 涉及 狀 態(tài) 電池 可用（決定于充電條件） Q004Q004 開 整流器 開 逆變器 關 靜態(tài)開關 ENEN 關 輸出電壓 無電壓 不為負載供電12 11.511.5 待命狀態(tài) 涉及 狀態(tài) 整流器主輸入 可用 旁路輸入 可用 Q050Q050 在 AUTOAUTO 端也可能在 BYPASSBYPASS

16、 或 BYPASSBYPASS 端 電池 可用 涉及 狀 態(tài) Q004Q004 開 整流器 關 逆變器 關 靜態(tài)開關 ENEN 關 輸出電壓 無電壓 *不為負載供電 11.611.6 關機o輸出 豐甜旁路開弟 靜曲？r天 主輸入c m _ 電池輸入 ii 涉及 狀態(tài) 整流器 不可用 旁路輸入 不可用 Q050Q050 在 AUTOAUTO 端也可能在 BYPASSBYPASS 或 BYPASSBYPASS 端 電池 斷開 Q004Q004 關 整流器 關 涉及 狀 態(tài) 逆變器 關 靜態(tài)開關 ENEN 關 輸出電壓 無電壓 *不為負載供電 14 11.711.7 檢修維護工作旁路輸入o 平助密M

17、H* 主暮入 _電池輸入 15 -電他輸入 為檢修，維護工作或?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)工作，系統(tǒng)切換至無電（手動旁路開關在 端） 涉及 狀態(tài) 整流器主輸入 不可用 旁路輸入 有效且允許范圍內(nèi) Q050Q050 在 BYPASSBYPASS 端 電池 斷開 Q004Q004 關 涉及 狀 態(tài) 整流器 關 逆變器 關 靜態(tài)開關 ENEN 關 輸出電壓 直接由旁路輸入供電 12.12.排除簡單故障 故 障 原 因 整流器不能開啟 整流器輸入斷路器 Q001Q001 打開 整流器主輸入輸入電壓超出允許范圍或者錯誤的相序 手動旁路幵關 旁路輸入。 白動 M2S 主輸入o 整流器 7W1 逆變器 I將I HJZ1 電池開

18、關 輸岀 BYPASSBYPASS 16 整流器電源部件溫度過高 供電電壓故障或超限 整流器橋連接插件 逆變器不能開啟 直流電壓超限 供電電壓故障或超限 逆變器電源部件溫度過高 插件電子線路連接轉(zhuǎn)入 TSMTSM 模式 報警指示問題解決 報警指示 錯誤源 可能的測試 元件 整流器主輸入故 障 3030 秒 整流器輸入電壓 超限 測量輸入電壓 保險板 A001A001 接口 控制器 整流器故障 5 5 秒 電源供應 電源半導體 整流器電源部件 溫度過高 測量電源供應 電源供應 風扇 直流超限 整流器失控 電池放電 電池電路斷路器 Q004Q004 直流電壓過高 測量直流電壓 電池電路斷路器 Q004Q004 接口 電池電路斷路器 Q004Q004 電池 電池運行 5 5 秒 整流器故障 主輸入輸入 Q001Q001 F001F001，F(xiàn)002F002，F(xiàn)003F003 電池放電 3 3 秒 一個或多個電池 故障 電池放電 檢查電池組中是 否有電壓嚴重背 離的電池 電池 電池組 電池斷開 5 5 秒 電池電路斷開器 Q004Q004 測量電池電壓 電池電路斷路器 Q004Q004 逆變器故障 5 5 秒 開啟逆變器超出 輸出電壓范圍 逆變器電源部件 過熱