ups电气讲课

电气设备分为两类：一次设备和二次设备。发电机、变压器、电动机、断路器、隔离开关等属于一次设备。为了 安全、经济地发供电，对一次设备及其电路进行测量、操作和保护而装设的辅助设备，如各种测量仪表、控制开关、 信号器具、继电器等称作二次设备。二次设备互相连接而成的电路叫做二次回路或二次接线。向二次回路中的控制、 信号、继电保护和自动装置供电的电源，称作操作电源。操作电源一般用直流电源。 直流系统是发电厂厂用电系统中最重要的一部分,主要用于发电厂操作的回路（开关电器的远距离操作）；控制 及保护装置；事故备用动力(如事故油泵、事故照明和不停电电源等的供电)；通讯设备；记录仪；测量表计和信号显 示系统的工作电源。 660MW 直流系统分为 220V、110V 两个电压等级，220V 为动力用直流，主要向直流事故油泵、UPS 和事故照明供电； 110V 为控制用直流，主要向机组或线路控制保护信号供电。每台机组设一组 220V 蓄电池及一段 220V 直流母线系统， 配 2 台扬州中凌高科技股份有限公司生产的 ZGD-220V /300A 型充电器（一台作为备用）。每台机组和循泵房设二组 110V 蓄电池及二段 110V 直流母线系统，采用分段运行，各自浮充的运行方式。配三台扬州中凌高科技股份有限公司 生产的 ZGD-110V /160A 及 ZGD-110V/80A 型充电器，其中一台作为备用，为二组直流母线公用，二段直流母线间设联 络，可保证在一段母线的充电器或蓄电池进行试验或检修而不能向负荷供电时，该段母线的负荷由另一段供电，两段 母线的蓄电池组不能并列运行。循泵房直流系统兼给灰库区、化水区、脱硫制粉区供电。在灰库区、化水电气间各设 置一面直流分屏，电除尘/除灰渣控制楼设置 110V 直流分屏 2 面。主、辅厂房充电器及直流屏均采用扬州中凌高科技 发展有限公司产品，蓄电池均采用淄博蓄电池厂的 GFM 阀控式密闭铅酸蓄电池：蓄电池型号分别为 GFM-2000 、GFM- 1000、 GFM-300；蓄电池容量号分别为 2000Ah、1000 Ah、300 Ah；蓄电池数量分别为 104 只、52 只、52 只。阀控式 铅酸蓄电池分为三类，即大型、中性、小型。单体在 200Ah 及以上为大型，20200Ah 为中型，20Ah 以下为小型。 每段主直流配电屏和分直流配电屏上均装有浙江省星炬电力电子有限公司生产的 WZJD-6A 微机型直流系统接地检 测仪绝缘监察装置，该仪器具有监测直流系统母线电压、正负母线对地电压、正负母线对地绝缘电阻以及巡检支路接 地电阻等实时状态的功能，能够判断接地、过压、欠压、装置自身故障、装置失去电源等故障并发出告警，同时能够 寻找接地点，方便直流接地查找。直流系统还装设有相应的测量仪表装置 。 直流系统主要由充电模块、控制单元、直流馈电单元（合闸回路、控制回路、保护回路、信号回路、公用回路以 及事故照明回路等）、降压单元、绝缘监测、蓄电池组等组成。 1、交流配电单元：交流电经交流输入空气开关、交流接触器、避雷器等送至各个充电模块。在交流线路上设有 C 级和 D 级两级防雷装置，可以有效的防止过电压的冲击，保障充电模块的正常工作。 2、高频开关充电模块：三相三线交流电 380VAC 经三相整流桥整流后变成脉动的直流，在滤波电容和电感组成的 LC 滤波电路的作用下，输出约 520VDC（2.34X220）左右的直流电压，再逆变为高频电压并整流为 40KHZ 的高频脉宽 调制脉冲电压波，最后经过高频整流，滤波后变为 220VDC 的直流电压，经隔离二极管隔离后输出，一方面给蓄电池 充电，另一方面给直流负载提供正常工作电流。充电模块内部有监控板能监视、控制模块运行情况。由于充电模块本 身具有 CPU，充电模块也可以脱离监控模块独立运行。充电模块采用（N+1）冗余方式供电，即在用 N 个模块满足电池 组的充电电流（0.1C10）加上经常性负荷电流的基础上，增加 1 个备用模块。备用模块采用热备份方式，直接参与正 常工作。多块模块并列运行时，具有良好均流性能，在任何工况下，均流不平衡度小于 3。每个模块内部具有监控 功能，能不依赖总监控单元，独立工作。模块具有过电压、过电流保护和自动限流、报警等功能。正常工作时，模块 与总监控单元通信，接受监控装置的指令。面板显示模块的电压、电流或告警信息。由显示切换按钮进行输出电压和 电流的显示切换。模块面板上有 3 个指示灯： 指示标识 正常状态 异常状态 异常原因 电源指示灯（绿色） 亮 灭 无输入电压以至模块内部的辅助电源不工作 保护指示灯（黄色） 灭 亮 直流输入电压或输出电压超出正常范围。 模块内部过热。 模块未完全插好 故障指示灯（红色） 灭 闪烁 风扇故障，不转动 模块告警信息以故障代码的形式在 LED 上实时的闪烁显示。这时 LED 显示内容改为故障代码，按下显示切换按钮 后显示电压。故障代码如下表所示。 故障代码 E31 E32 E33 E34 E35 E36 代码含义 输出欠压 模块过温 交流过欠压 交流缺相 原边过流 输出过压 3、绝缘监测单元 绝缘监测单元用于监测直流系统电压及其绝缘情况，在直流电压过、欠压或直流系统绝缘强度降低等异常情况下 发出声光告警，并能找出对应的支路号和对应的电阻值，将对应告警信息发至集中监控器。我厂的每段主直流配电屏 和分直流配电屏上都装设由浙江星炬电力电子有限公司生产的 WZJD-6A 型微机直流系统接地检测仪，自动检测母线的 绝缘水平以及查找故障支路和故障点。当检测到任一元件异常或馈线故障时在直流屏上显示发生故障的元件名称以及 故障馈线，可并进一步查找故障点。 4、监控模块：系统采用艾默生网络能源有限公司 PSM-E20 型监控模块。配合电力用高频开关整流模块，PSM-E20 监控系统可完成智能化电池管理和直流系统监测及告警。 5、智能电池管理：蓄电池巡检仪是直流系统为各组蓄电池配置独立的蓄电池运行自动监控与诊断系统，由数据 采集单元、数据分析处理单元和蓄电池管理单元等组成，通过其巡检功能，实时跟踪蓄电池的充、放电过程，采集各 电池的电压、电流，根据不同的专家判断标准，进行实时分析、计算，对蓄电池进行等级划分，诊断各电池的健康程 度。 NT360A至 10V直 流母 线 3B段1V整 流 器 锅 炉 低 压厂 用 电 汇 3A蓄 电 池试 验1FKVWZJD-6A绝 缘 监 测 仪至 直 流 母线 段L+- 1V整 流 器 3C保 安 电 汇 3来mADCS停 用 停 用 停 用 VmADCS10V整 流 器 3B锅 炉 低 压 厂用 电 汇 3B2FKL+-NT360A1V蓄 电 池 B试 验停 用 停 用WZJD-6A绝 缘 监 测 仪 直流系统的一般操作方法（以 3 号机组为例） 直流母线的投用操作： 1、检查欲投用的直流母线上所有闸刀、开关在断开位置； 2、验明无电后测量欲投用的直流母线绝缘合格； 3、检查欲投用直流母线的蓄电池仪表熔丝、出线熔丝完好且放上； 4、合上欲投用直流母线的 WZJ6A 微机直流系统接地检测仪电源开关； 5、将欲投用直流母线的蓄电池输出闸刀切至该段母线上且电压正常。 整流器的投用操作： 1、合上欲投用整流器的交流电源闸刀（低压厂用电汇上）； 2、检查欲投用整流器的 PSME20 监控模块熔丝、仪表熔丝及直流输出熔丝完好且放上； 3、合上欲投用整流器的 PSME20 监控模块电源开关； 4、合上欲投用整流器的 C 级防雷器开关； 5、将欲投用的整流器直流输出闸刀切至直流负载母线上； 6、合上欲投用整流器的交流电源开关； 7、检查刚投用整流器的电压、电流指示正常，各充电模块输出正常，直流母线上无任何异常的报警且该段直流 母线上的蓄电池在浮充电状态。 整流器的停用操作： 1、拉开欲停用整流器的交流电源开关，该整流器的电压、电流及各充电模块均无输出； 2、将刚停用整流器的直流输出闸刀切至停用位置； 3、拉开停用整流器的 C 级防雷器开关； 4、拉开停用整流器的 PSME20 监控模块电源开关； 5、拉开停用整流器的交流电源闸刀（低压厂用电汇上） 整流器的切换操作： 整流器的切换一般根据定期维护试验周期来进行，特殊情况如：运行中的整流器故障、计划中的维修等，通常 采用先停运行中的整流器，后投备用整流器的方法进行。 直流母线的并列运行操作： 1、检查欲并列的两段直流母线系统的电压大致相等； 2、将直流母线的蓄电池输出闸刀 DK4(DK5)切至另一段母线上； 3、拉开直流母线上一组整流器的交流电源开关； 4、检查两段直流母线的电压正常且运行整流器的输出电流维持对运行蓄电池浮充电流正常运行且无任何异常报 警； 5、拉开一组直流母线的 WZJ6A 微机直流系统接地检测仪电源开关； 6、将停用整流器的直流输出闸刀切至停用位置； 7、拉开停用整流器的 C 级防雷器开关； 8、拉开停用整流器的 PSME20 监控模块电源开关； 9、拉开停用整流器的交流电源闸刀。 直流母线的解列运行操作： 1、合上欲投用整流器的交流电源闸刀； 2、检查欲投用蓄电池的直流出线熔丝完好且放上； 3、检查欲投用整流器的 PSME20 监控模块熔丝、仪表熔丝及直流输出熔丝完好且放上； 4、合上欲投用整流器的 PSME20 监控模块电源开关； 5、合上欲投用整流器的 C 级防雷器开关； 6、将欲投用的整流器直流输出闸刀切至直流负载母线上； 7、合上欲投用整流器的交流电源开关； 8、检查刚投用整流器的电压、电流指示正常，各充电模块输出均正常； 9、将直流母线的蓄电池输出闸刀 DK4(DK5)切至本段母线上； 10、检查两段直流母线的电压均正常且无任何异常报警，二组蓄电池各自在浮充电状态运行。 直流母线的停用操作： 1、检查欲停用直流母线上已无负载，该段母线上整流器的直流输出闸刀均在停用位置； 2、将欲停用直流母线的蓄电池输出闸刀切至停用位置； 3、拉开刚停用直流母线的 WZJ6A 微机直流系统接地检测仪电源开关。 注意事项： 1、正常运行时，110V、220V 直流母线电压应维持在下列范围： 110V 直流母线电压： 114120V 220V 直流母线电压： 227237V 2、蓄电池应经常处于浮充电状态，并使每个蓄电池浮充电压在 2.232.25V 范围内。 3、由于负载变化致使母线电压超过规定范围时，应相应调节浮充电流值，使母线电压恢复至规定范围。 4、在整流设备发生故障时，应尽快切至备用整流设备。 5、运行中严禁 110V 直流母线及负载失电。 UPS 是交流不间断电源系统（Uninterrupted Power Systems）的简称。一般为单相或三相正弦波输出， 为机组的计算机控制，数据采集系统，重要机、电、炉保护，测量仪表及重要电磁阀等负荷，提供与系统隔离防止干 扰的、可靠的不停电交流电源。它是一种含有储能装置，以逆变器为主要元件，稳压恒频输出的电源设备。 本次改建工程每台机组配置一套由上海电气自动化有限公司生产的 100kVA UPS 装置。其供电的主要对象为计算 机监控系统、数据采集系统、协调控制电源、炉膛安全保护系统、汽机 DEH、紧急跳机系统、发变组保护装置、火灾 报警、厂内调度通讯等。在脱硫烟气吸收区设置一套由深圳正昌时代电源系统有限公司生产的容量为 40kVA UPS 装置； 在石灰石浆液制备区设置一套由深圳正昌时代电源系统有限公司生产的容量为 20kVA UPS 装置。其供电的主要对象为 脱硫 DCS 控制系统、变送器、火灾报警系统及其它一些重要负荷。 E2001.1100 型 UPS 电源是一种交流直流交流变换器。它由 UPS 主机柜、旁路电源调压柜、配电柜三部分组 成，其中 UPS 主机柜包括五种基本功能组件：12 脉冲整流器（RECT）、逆变器（INV）、静态逆变开关（SSI）、静态 旁路开关（SSB）、维护旁路（QIBY），整流器、逆变器和静态旁路部分的电子控制完全独立，一个部分的失灵不会 引起另一部分也失灵。UPS 主机柜内安装有冷却风扇，采用强迫风冷冷却方式，若环境温度过高或过载运行引起设备 超温时，UPS 启动冷却风扇进行降温。为了保证旁路电源供电时电压的稳定，安装了一套 WDGZ 单相大功率旁路自动补 偿隔离稳压器，安装在旁路电源调压柜内，配电柜用来对 UPS 各负载分配供电。脱硫区域 UPS 装置系统结构与 E2001.1100 型 UPS 装置基本相同，只是其直流电源不是来自 220V 直流母线，而是由自身所带的蓄电池供电，UPS 装置增加一组蓄电池柜。 E2001.1100 型 UPS 系统组成框图如下： 1、整流器为静态型，交流输入侧可调，提供给逆变器固定的直流电压，整流系统应包括输入变压器，整流器及 控制设备等。常用进线电源经变压器和电感器连接到整流器以减少经整流器引起的干扰。控制板具有保护功能，若整 流器的输出电压达到异常高的数值，立即关闭触发脉冲。这个功能防止整流器在急剧上升的交流输入电压下，输出一 个很高的直流电压。 2、逆变器：每台 UPS 配有一台固态逆变器，逆变器采用 IGBT(绝缘栅双极性晶体管)，调宽调制技术。逆变器把 经整流器后的直流电或外接直流电转换成振幅和频率精确稳定的交流电供给负载。当旁路电源正常时，逆变器的输出 频率保持与其同步，当旁路电源频率偏差超过允许的限度，同步跟踪回路应自动切断，逆变器将继续按其自定的基准 频率0.01运行。当旁路电源恢复至允许值时，同期回路自动投入。 3、静态开关使用可控硅晶闸管作为开关元件，克服了机械开关动作时间长的缺点，具有先闭合，后断开的功能， 实现 0 秒切换，保证供电的连续性。静态开关的切换必须满足同步条件，即旁路电源与逆变器输出的电压频率、相位 相等。每个静态开关（SSI 和 SSB）的控制、执行都是完全独立的，从而保证一个静态开关的失灵不会影响另一个。 UPS 正常运行时 SSI 闭合，SSB 断开，在过载或逆变器失灵的情况下，SSI 断开，SSB 开通，由旁路电源供电。 （1）逆变器切换到旁路的条件： a、旁路电压和频率必须在允许范围内，逆变器输出和旁路须同步。 b、过载或逆变器故障，UPS 切换到旁路。 c、如果第一个条件不满足，过载情况下逆变器减少输出电压而连续运行；逆变器故障时则停止运行。 （2）旁路切换到逆变器条件： a、当逆变器电压、频率在允许范围内，过载情况已消除，且逆变器和旁路同步时，UPS 静态开关自动切换到逆变 器供电。 b、在过载情况下，逆变器不能带负载，UPS 将保持在旁路方式运行。 c、 在 3 分钟内 5 次切换到逆变器运行不成功时,UPS 会维持旁路输出，并发出报警信号。 d、 如果 UPS 仍然被阻塞在旁路运行时，若旁路电源故障，则当逆变器电压、频率在允许范围内，且逆变器和旁 路同步时，UPS 静态开关自动切换到逆变器供电。 4、维修旁路的功能是当 UPS 系统故障或需要维护期间由直接旁路电源直接向负载供电。E-2001 系列 UPS，从不 同的操作模式转化到维护旁路供电时可以中断地进行。在维护旁路时，UPS 可以完全停用，当维修旁路开关打到旁路 位置时，UPS 常用交流电源和直流电源开关可以打开，以便安全地执行维修任务。为了防止错误地旁路维护转换，开 关 QIBY 和静态逆变器地开关 SSI 通过电子联锁，SSB 会自动关闭而 SSI 自动断开，用以防止旁路维护线路和逆变器并 联运行。 5、 隔离稳压器： WDGZ 单相大功率旁路自动补偿隔离稳压器是专为 UPS 系统的旁路而特殊设计的，当 UPS 系统 的旁路输入电压波动或负载扰动时能自动保持输出电压稳定。该设备采用电动机械链条伺服系统进行电压调节，正常 采用自动调节方式，并可以切换机柜面板上的手自动切换开关至手动方式，通过“升压”、“降压”按钮进行手动调 压。在调压器故障时也可通过调整旁路电源输入切换闸刀直接由厂用电对负载供电。 UPS 有四种工作方式：正常运行；直流供电；旁路运行；维修旁路运行。 控制面板是 UPS 和用户的接口界面，面板外观图见下： 1、 控制面板提供如下功能： （1）故障报警由在面板上的红灯指示； （2）测量数据机报警信息由显示屏指示； （3）模拟运行图上的灯指示 UPS 运行模式； （4）远程监控接口，UPS 的输出电压、电流、频率值以及部分报警信号进入 DCS 监控； （5）面板仅执行 UPS 的监视功能，UPS 的操作只能由柜内开关操作。 2、 面板指示灯说明： LED1 常用电源正常，电压、频率在正常范围内。 LED2 整流器正常 LED3 逆变器正常 LED4 逆变器工作，负载由逆变器供电。 LED5 直流电源供电 LED6 公共报警 LED7 向负载供电 LED8 旁路电源正常，电压、频率在正常范围内。 LED9 旁路可用 LED10 旁路供电，负载由旁路电源供电。 LED11 维护旁路供电 LED12 紧急断电 3、 显示屏菜单 在显示屏主菜单中，第一行显示操作模式，第二行显示能够通过按回车键激活的子菜单，通过按“向下”或“向 上”箭头在主菜单中滚动。 （1）子菜单 1 电压测量 （2）子菜单 2 电流测量 （3）子菜单 3 频率测量 （4）子菜单 4 报警信息 （5）子菜单 5 系统启动 （6）子菜单 6 系统停用 （7）子菜单 9 参数设置 4、 报警信号 若 UPS 装置无报警信号，显示屏指示“报警状况：无报警信息”；若报警器被激活，显示屏指示第一条报警信息， 通过“向上”、“向下”按键能够连续显示所有的实际报警信息。通过连续按“F2”和“F4”按键，能够显示最后 100 条信息，显示屏指示报警在内存中的序列号和报警器编码。按“F1”按键和回车键组合，能够显示相对于报警编 码的描述信息。主要报警信号有以下几种： （1）逆变器没有工作（01） 逆变器没有给负载供电 （2）逆变器不同步（02） 逆变器输出与旁路电源不同步 （3）逆变器过载（03） 逆变器在超过额定负载工况运行 （4）整流器过载（04） 整流器在超过额定负载工况运行 （5）超温（05） 逆变器/整流器组件在超温的情况下工作，若旁路可用 UPS 将切至旁路电源供电，若旁路不可 用，UPS 将在切断前 10 秒钟连续给负载供电。 （6）逆变器故障（06） 逆变器在工作状态，但逆变器电压不正常或逆变器工作条件没有就绪。 （7）旁路供给负载（09） 旁路电源给负载供电 （8）整流器故障（10） 整流器电源正常，内部故障 （9）熔丝熔断（11） 整流器熔丝熔断 （10）电源故障（12） 电源消失或电源未在电压/频率允许范围内 （11）旁路故障（13） 在整流器故障情况下，旁路系统过载 （12）辅助报警（16）由一系列报警组成，包含振荡器故障、静态开关（SSI/SSB）故障、系统没有冗余、旁路 逻辑信号丢失等 （13）再转换锁定（19）逆变器在 3 分钟内有 5 次不能正常切换 操作简述 UPS 3 装置由冷备用改运行 1、查UPS 3常用电源进线开关（QIRP）在断开位置 2、查 UPS 3 直流电源进线开关（QIB）在断开位置 3、查 UPS 3 旁路电源进线开关（QIRE）在断开位置 4、查 UPS 3 维护旁路电源进线开关（QIBY）在断开位置 5、查 UPS 3 输出总开关（QIUG）在断开位置 6、查不停电电汇 3 进线开关在断开位置 7、查 UPS 3 旁路电源输入总开关在断开位置 8、合上 UPS 3 直流电源闸刀 9、合上 UPS 3 旁路电源闸刀 10、合上 UPS 3 常用电源闸刀 11、合上 UPS 3 输出总开关（QIUG） 12、合上不停电电汇 3 进线开关 13、查不停电电汇 3 变送器信号熔丝已放上 14、查不停电电汇 3 变送器电源小开关已合上 15、查