UPS保护造成高密度装置停车原因分析
该日16时15分左右, 高密度挤压造粒机按计划停机检修期间, 工艺启动变频电机时, 突然出现部分电机停机。经过及时处理后, 对故障原因进行分析, 并提出整改措施。
1 处理经过
该日16时15分左右, 接到通知高密度劳伦斯泵电机跳停, 组织人员到高密度变电所对劳伦斯泵开关柜检查, 发现开关柜断路器仍在合闸位置, 电机在运行中。查看综保事件记录, 无当天的任何事件记录。检查变电所其它电气设备, 发现INRU压缩机电机综保有工艺跳闸报警信号灯亮, 其它设备运行正常。
当晚20:00时组织原因分析, 高密度装置25台电机在仪表DCS、SIS、PLC三套系统中出现电流、功率突变及状态翻转。经确认电力系统当时未发生“晃电”现象, 停下的8台电机中, 1台高压电机来工艺联锁跳闸停机, 其余7台为低压电机, 其他电机运行正常未停机但出现状态翻转, 无停机信号记录。22:20时左右, 工艺试开挤压机辅机, 没有再次出现故障, 一切设备运行正常。
电气专业再次开展排查, 经查在仪表DCS、SIS、PLC三套系统中出现电流、功率突变及状态翻转的25台电机中, 3台6k V电机电流、功率变送器工作电源和22台低压电机控制电源均来自高密度变电所2#UPS。检查2#UPS时发现其报警灯闪烁, 报警记录显示当天16:06时逆变器关断和直流电压故障报警, 与仪表系统记录电机电流、功率下降及状态翻转时间基本一致, 同时出现旁路电源输入电压故障, 该报警无时间记录。据以上报警信息判断因2#UPS故障导致发生了此次事件。
2 原因分析
(1) 2#UPS电源及负载情况①2#UPS (25k VA) 电源。2#UPS电源来自本所380V II段, 该段变压器电源与当天16时左右启动的高密度辅助挤压造粒机源均来自本所6k V II段母线。②2#UPS负载情况。2#UPS负载包括:高密度辅助挤压造粒机ABB变频器及其5.5k W风机电源、全工段30台电机的控制电源、劳伦斯泵和调温水泵等电流、功率变送器电源。
(2) 2#UPS报警原因分析①逆变器关断和直流电压故障分析。出现逆变器关断信息原因有两种:一是负载端出现异常;二是UPS自身故障。经检查确认, 可以排除UPS自身故障原因。对UPS负载情况进行检查, 16:00时左右, 工艺正在启动高密度辅助挤压造粒机, 该机的5.5k W风机同时启动, 启动电流为正常运行电流的5-6倍, 且2#UPS已运行9年, 其测量单元可能出现漂移, 冲击电流造成逆变器关断故障和直流电压故障的发生, 造成UPS主回路停止供电。②旁路电源输入电压故障分析。出现旁路电源输入电压故障的条件为:三相输入电压超过额定电压的10%, 当发生超压故障时, 会触发超压闭锁旁路保护功能, 闭锁UPS旁路电源输出。事后检查发现, 2#UPS的交流输入电压有时达到420V左右, 接近旁路电源输入电压故障上限10%即418V的限值, 触发超压闭锁旁路保护功能, 从而闭锁了UPS旁路电源输出。
(3) 装置停车分析综合以上原因分析, 对装置停车原因作出以下分析:16:00时左右, 工艺正在启动高密度辅助挤压造粒机, 该机的5.5k W风机同时启动, 冲击负荷电流造成作为其电源的2#UPS逆变器关断故障和直流电压故障的发生, 造成UPS主回路断电;与此同时, 2#UPS的交流旁路输入电压高, 发生了输入电压故障触发超压闭锁旁路保护, 从而闭锁了UPS旁路电源输出, 2#UPS输出停电。
UPS主回路和旁路同时断电又瞬间恢复的闪断现象, 造成了劳伦斯泵电机电流、功率变送器同时信号闪断, 达到了低于75A的仪表联锁条件从而中止反应, 最终导致装置停车;同时控制电源接入到此UPS的25台电机出现状态翻转停机, 其中17台有自启动功能的电机自启动成功。
3 整改措施
(1) 转移5.5k W风机电源将高密度辅助挤压造粒机的5.5k W风机电源从2#UPS转移到低压柜市电供电, 另行采取防晃电措施。
(2) 调整装置变电所变压器档位降低380伏母线电压对高密度变电所2台变压器调档, 降低低压系统电压, 避免触发UPS超压闭锁旁路保护。
(3) 举一反三开展排查对各变电所开展举一反三排查工作, 一是对采用UPS作为主回路电源的电机进行整改, 将UPS中电机负荷及时转移到其他低压电源供电, 并采取抗晃电措施。二是UPS输入电压是否达到或接近输入电压超限闭锁保护界限, 及时对系统电压进行调整。
(4) 加强UPS巡检加强对UPS的巡检, 认真检查UPS的运行情况, 发现UPS报警信号的, 要及时报告、及时处理, 确保UPS的安全运行。
4 结语
UPS在电力系统中得到了越来越广泛的应用, 其抗“晃电”效果十分显著, 但因其电力电子设备的特性, 不能耐受大的冲击电流, 不宜作为大功率电机的主电源, 电机应采用抗“晃电”接触器等措施实现抗“晃电”, 以达到更加良好的安全运行目的。
摘要：某日, 某化工企业高密度挤压造粒机按计划停机检修, 到下午16:05时左右, 工艺启动高密度辅助挤压造粒机时, 突然出现部分电机停机, 经统计25台设备停, 其中8台电机彻底停机, 17台有自启动低压电机仍在运行, 劳伦斯泵电机电流低报触发联锁最终造成中止反应造成装置停车。
关键词：UPS,高密度挤压造粒机,电机停机,原因分析
参考文献
[1] 李宏武.UPS故障分析[J].自动化应用, 2012, 07.
[2] 时鹏.UPS原理与常见故障分析[J].科技创新与应用, 2014, (25) .