变电站ups电源故障研究

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1、变电站UPS电源故障研究　　摘要：阿克苏电网中仍有部分配网35kV末端变电站使用UPS电源，作为变电站事故电源。当交流电源停电或电压不稳定情况下，做为变电站保护、自动化装置持续提供稳定的交流工作电源，现结合一起35kV变电站UPS电源故障案例分析，谈论变电站UPS电源管理方法，从而提高UPS电源运行维护管理水平。关键词：变电站；UPS；故障中图分类号：TN86文献标识码：A1事故经过1.1事故前电网运行方式某35kV变电站35kV母线、10kV母线均为单母线接线方式；35kV电源进线3511黑一线、35kV出线3512黑二线、1号主变、10kV

2、线路及电容器均在运行状态，35kV所用变T接于35kV进线3511黑一线处，变电站所有二次设备工作电源使用UPS电源提供。1.2保护动作情况72012年8月2日23：35分30秒35kV出线3512黑二线C相接地；2012年8月2日23：40分34秒698毫秒35kV出线3512黑二线B、C相相间过流三段保护动作；2012年8月2日23：40分34秒801毫秒35kV出线3512黑二线断路器分闸失败；2012年8月2日23：40分34秒905毫秒35kV进线3511黑一线B、C相，三段过流保护动作”（上级变电站保护动作）。2事故原因分析该35k

3、V变电站35kV出线3512黑二线线路C发生接地故障，UPS交流输入电源正好接于站用变C相，所用变C相电压降低，UPS输入电源不发生波动，UPS电源立即进入逆变状态；由于UPS电源缺少维护，运行不到5分钟UPS电源输出交流电压出现异常，此时35kV出线3512黑二线线路已由单相接地发展成为两相相间短路故障，35kV出线3512黑二线保护动作；由于UPS电源输出电压不稳定，35kV出线3512黑二线断路器跳闸线圈未动作（UPS输出电压未达到线圈最低动作电压值），所以3512黑二线保护装置报分闸失败。断路器未跳闸，未能讯速切断故障电流，使保护越级至

4、上级变电站，迫使35kV电源进线3511黑一线保护动作。导至该35kV变电站全站失压，直接损失负荷3500kW.h。经检查UPS电源AC-DC回路中整流元件损坏，未能给UPS电源蓄电池组充电，故障前蓄电池组已严重馈电，当UPS视电输入存在异常后，蓄电池组所存储电能无法满足当前用电负荷要求。使UPS输出电压降低，从而导至本次事故的发生。7由此可见UPS电源维护不当造成UPS电源运行异常是本次事故扩大的直接原因。对于二次设备电源都为交流电源的变电站，UPS电源的好坏直接引响着电网设备安全稳定运行。因此在变电站的维护中应加强UPS电源的日常维护，认真

5、做好变电站UPS电管运行管理工作。3UPS管理3.1UPS电源的定义UPS是不间断电源（Uninterruptible-PowerSystem）的英文名称的缩写。实际上，UPS是一种含有储能装置，并以逆变器为主要组成部分的恒压恒额的不间断电源。UPS在其发展初期，仅被视为一种备用电源。后来，由于电压浪涌、电压尖峰、电压瞬变、电压跌落、持续过压或者欠压甚至电压中断等电网质量问题，使负载受运行干扰。因此，UPS日益受到重视，并逐渐发展成一种具备稳压、稳频、滤波、抗电磁和射频干扰、防电压浪涌等功能的电力保护系统。3.2UPS电源的结构及原理7UPS电

6、源系统由4部分形成：整流、储能、变换和开关控制。其系统的稳压功能通常是由整流器实现的，整流器件采用可控硅或高频开关整流器，本身具有可根据外电的变化控制输出幅度的功能，从而当外电发生变化时（该变化应满足系统请求），输出幅度基本不变的整流电压。净化功能由储能电池来实现，由于整流器对瞬时脉冲打搅不能铲除，整流后的电压仍存留打搅脉冲。储能电池除可存储直流直能的功能外，对整流器来说就象接了一只大容量电容器，其等效电容量的大小，与储能电池容量大小成正比。由于电容两端的电压是不能突变的，即利用了电容器对脉冲的平滑特性铲除非脉冲打搅，起到了净化功能，也称对打搅

7、的屏障。频率的固定则由变换器来实现，频率固定度取决于变换器的振荡频率的固定程度。另外UPS输出功率还与所带负载性质有关。蓄电池主要起储能作用，容量的大小主要表现于市电失电后，所能带负载时间的长短。UPS电源简要工作原理：在市电工作正常时，如下图1简要UPS原理图所示，交流电源经整流器和逆变器给负载供电，而且同时对蓄电池进行充电。在市电突然停电时，UPS电源由储能蓄电池经逆变器给负载提供持续稳定电源。当UPS自动切换至旁路工作时，需检查UPS主机是否存在异常以及检查负载运行情况（如过载）。UPS电源内部有L及N的区别，其中N做为一条固定通路存在，

8、而L则进行整流升压逆变，所以L同电网的L有可能有电位差，尤其是输入电压波动较大时。接地线同零线是两个不同的线，一般情况两者电压几乎相等，但是在雷雨、严