第一篇：UPS及直流,事故保安系統講稿(冀川)

UPS及直流，事故保安系統講稿

直流系統： 直流系統概述：

每臺機組配置1套220V直流系統、2套110V直流系統，由許繼集團有限公司電力設備公司生產，型號分別為PZ61-Z-330A/220V和PZ61-Z_-250A/110V。

集控220V直流系統供事故照明，動力負荷和交流不停電電源等負荷。集控110V直流系統供控制、保護、測量及其他控制負荷，在各配電室設置直流分屏。

集控110V直流系統采用單母線分段接線，可以通過聯絡閘刀聯絡備用。集控220V直流采用單母線接線，兩臺機組的220V直流經過電纜和聯絡閘刀可以互相聯絡備用。

直流系統包括交流配電單元、充電模塊及降壓裝置、蓄電池、直流饋電單元、絕緣監測單元和集中監控單元等。

蓄電池均采用閥控密封鉛酸蓄電池，每套220V直流系統配一組蓄電池組，由105只蓄電池組成，每套110V直流系統配一組蓄電池組，由52只蓄電池組成。2 蓄電池組的運行方式：

蓄電池組的運行方有兩種：充放電方式與浮充電方式。發電廠中的蓄電池組普遍采用浮充電方式運行。

蓄電池組浮充電方式：充電器經常與蓄電池組并列運行，充電器除供給經常性直流負荷外，還以較小的電流——浮充電電流向蓄電池組進行浮充電，以補償蓄電池的自放電損耗，使蓄電池經常處于完全充足電的狀態出現短時大負荷時，例如當斷路器合閘、許多斷路器同時跳閘、直流電動機、直流事故照明等，則主要由蓄電池組以大電流放電來供電的，而充電器一般只能提供略大于其額定輸出的電流值(由其自身的限流特性決定)。在充電器的交流電源消失時，充電器便停止工作，所有直流負荷完全由蓄電池組供電。3基本概念 浮充電：

浮充電方式是將蓄電池與充電設備長期并聯運行，由蓄電池擔負沖擊負荷，充電設備擔負自放電、穩定負荷和沖擊負荷后蓄電池的電能補充，蓄電池長期處于充電狀態。均衡充電：

為使長期處于浮充電運行方式的電池能保持正常狀態，需定期增大蓄電池的充電電流，使電池電壓保持在2.35V，持續一定時間，待比重較低的電池電壓升高后，即可恢復正常浮充方式。

蓄電池的容量：

是蓄電池蓄電能力的重要標志。一般用“安時”來表示。蓄電池容量的安時數就是蓄電池放電到某一最小允許電壓的過程中，放電電流的安培數和放電時間的乘積。蓄電池的額定容量，是指蓄電池在充足電時以10小時放電率放出的電量。蓄電池的放電率：

蓄電池放電至終了電壓的快慢稱為蓄電池的放電率。可用放電電流的大小，或者放電到達終了電壓的時間長短來表示。10小時率為正常放電率 4 直流系統的運行方式簡述: 1)220V和110V直流系統均采用單母線運行方式。

2)正常運行時，來自保安段的交流電源經充電裝置后為直流，通過開關QS1接入直流主母線。蓄電池及其母線通過開關QS2并入直流主母線。QS1、QS2為雙向開關，任意時刻，只能打至一個位置。

3)正常情況下，蓄電池組與充電裝置裝置并列運行，采用浮充方式，充電裝置除供給正常連續直流負荷，還以小電流向蓄電池組進行浮充電，以補償蓄電池組的自放電。蓄電池組作為沖擊負荷和事故供電電源。

4)一般情況下，直流母線不允許脫離蓄電池運行。

5)直流系統充電裝置故障，短時由蓄電池供電。如果充電裝置長時間故障，或蓄電池需隔離出來進行均衡充電，則應投入聯絡開關由另一段母線供電。

6)各段母線上安裝的直流系統接地檢測儀均應投入運行，以監視系統的絕緣情況。當二段母線并列時，可停用一臺檢測儀。5 智能型充電模塊

高頻開關電源模塊工作原理：三相交流輸入電源經輸入三相整流、濾波變換成直流，全橋變換電路再將直流變換為高頻交流，高頻交流經主變壓器隔離、全橋整流、濾波轉換成穩定的直流輸出，其中各部分的作用如下：

A、原邊檢測控制電路：監視交流輸入電網的電壓，實現輸入過壓、欠壓、缺相保護功能及軟啟動的控制

B、輔助電源：為整個模塊的控制電路及監控電路提供工作電源；

C、EMI輸入濾波電路：實現對輸入電源作凈化處理，濾除高頻干擾及吸收瞬態沖擊； D、軟啟動部分：用作消除開機浪涌電流；

E、信號調節、PWM控制電路：實現輸出電壓、電流的控制及調節，確保輸出電源的穩定及可調整性；

F、輸出測量、故障保護及微機管理部分：負責監測輸出電壓，電流及系統的工作狀況，并將電源的輸出電壓、電流顯示到前面板，實現故障判斷及保護，協調管理模塊的各項操作，并跟系統通信，實現電源模塊的高度智能化。6直流正、負極接地對運行的危害: 直流正極接地有造成保護誤動的可能。因為一般跳閘線圈（如出口中間繼電器線圈和跳合閘線圈等）均接負極電源，若這些回路再發生接地或絕緣不良就會引起保護誤動作。直流負極接地與正極接地同一道理，如回路中再有一點接地就可能造成保護拒絕動作（越級擴大事故）。因為兩點接地將跳閘或合閘回路短路，這時還可能燒壞繼電器觸點。7直流系統的倒閘操作的注意事項

直流系統的任何并列操作，必須在并列點處核對極性正確、電壓差正常（一般不超過2~3V）后，方可進行并列。

當兩組直流系統均有接地信號時，嚴禁將其并列運行。

蓄電池和充電裝置必須并列運行，充電裝置供給正常的負荷電流和蓄電池的浮充電流，蓄電池作為沖擊負荷和事故情況的供給電源。

正常情況下，直流母線不允許脫離蓄電池組運行。工作充電模塊組故障時，短時可由蓄電池單獨供給負荷；若工作充電模塊組短時不能恢復運行時，可由備用充電模塊帶,蓄電池母線需要隔離時,應將兩組直流母線并列，由另一組充電模塊組來帶兩組直流母線運行。UPS系統： 1概述

每臺機組設兩套交流不停電電源裝置（UPS），由北京華電之星科學技術發展有限公司生產，UPS本體為美國艾迪森LDC,DataPower系列DP31080-220/220-R產品。本系統包括整流器AC/DC、逆變器DC/AC、靜態旁路開關、手動旁路開關、大屏幕LCD液晶監視器及控制面板、控制單元、輸入、輸出、旁路隔離變壓器、隔離二極管、旁路穩壓柜、交流配電屏等。能向現場微機、熱工保護、DEH等重要負荷提供高質量的穩定不間斷電源。

交流不停電電源容量為80kVA，交流輸入主路電壓為三相三線380V、50HZ，旁路為A、C相380V、50HZ交流電，輸出交流電壓為單相、220V、50HZ。

本系統三路電源輸入，正常用交流電源取自機組400V保安EMCCA段，旁路交流電源取自機組400V汽機 PCA段，其直流電源取自主廠房內220V 直流配電盤，作為正常交流電源失去時的第一備用電源。各電源間切換時間不大于0.4ms 2 UPS系統的運行方式: UPS電源系統為單相兩線制系統。運行方式有：正常運行方式、蓄電池運行方式、靜態旁路運行方式、手動旁路運行方式。

1）正常運行時，由保安段向UPS供電，經整流器后送給逆變器轉換成交流220V、50Hz的單相交流電向UPS配電屏供電。

2）220V蓄電池作為逆變器的直流備用電源，經逆止的二極管后接入逆變器的輸入端，當正常工作電源失電或整流器故障時，由220V蓄電池繼續向逆變器供電。

3）當逆變器故障時，靜態旁路開關會自動接通來自保安段的旁通電源，但這種切換只有在UPS電源裝置電壓、頻率和相位都和旁通電源同步時才能進行。4）當靜態旁路開關需要維修時，可操作手動旁路開關，使靜態旁路開關退出運行，并將UPS主母線切換到旁通電源供電。UPS系統工作過程：

UPS系統的正常運行方式為主回路帶負載（即交流輸入→整流器→逆變器→靜態開關→負載）。其中直流輸入為第一備用，旁路電源為第二備用。

具體工作過程：當整流器的主輸入三相交流電源故障（如斷電、缺相、短路故障等等）或整流器本身故障時，220V直流電源自動投入帶逆變器工作，不中斷逆變器的直流輸入。因整流器輸出與直流電源并聯，且整流器輸出電壓整定在246V，而220V直流電源的正常運行電壓一般為230V左右，為了防止正常情況下整流器向220V直流系統倒送電，所以在直流電源側加了一個閉鎖二極管。這樣，整流器切至直流電源輸入的條件就是整流器輸出電壓降低到閉鎖二極管導通。若整流器主輸入交流電源恢復，整流器將自動啟動，220V直流電源將隨閉鎖二極管的關斷而自動退出運行。整流器控制板中有電源故障監視功能，若其主輸入交流電源有故障，則整流器會拒絕啟動，排除故障后，才能啟動整流器。4 UPS系統組成：

UPS系統由整流器、逆變器、靜態開關、手動旁路開關、旁路穩壓器、液晶監視器、診斷系統、與計算機監控系統（ECS）的通信接口，調試、監視和維修專用通信接口，負載功率因數測量及輸入、輸出濾波器，輸入、輸出回路開關或快速熔斷器，饋線柜等組成。事故保安系統： 事故保安系統運行方式：

事故保安母線每臺機組設2段，正常運行時由保安EMCC A段由鍋爐400V動力中心供電，保安 EMCC B段由汽機400V動力中心供電。保安變供電電源作為保安母線的第一備用電源。

當任一段保安母線失去工作電源時，經延時跳開工作電源進線開關，發出備用電源合閘信號，同時啟動柴油機，若第一備用電源合閘不成功，經延時合發電機出口開關，然后合分支開關向保安母線供電，事故保安負荷再分批投入；若合閘成功，則延時發送停止柴油機運行指令。

廠用電源恢復時，保安段應恢復由廠用電供電，在倒換過程中應采用瞬間停電的方法，嚴禁采用并列倒換。？ 2 柴油發電機組的功能： 1）自起動功能

柴油發電機組保證在火電廠的全廠停電事故中，快速自起動帶負載運行。在無人值守的情況下，接起動指令后在10秒內自起動成功，在60秒內實現一個自起動循環（即三次自起動）。若自起動連續三次失敗，則發出停機信號，并閉鎖自起動回路。

柴油發電機組自起動成功的定義是：柴油發電機組在額定轉速，發電機在額定電壓下穩定運行2～3秒，并具備首次加載條件。2）帶負載穩定運行功能

柴油發電機組自起動成功后，保安負荷分兩級投入。柴油發電機組接到起動指令后10秒內發出首次加載指令，允許首次加載不小于50%額定容量的負載（感性）；在首次加載后的5秒內再次發出加載指令，允許加載至滿負載（感性）運行。柴油發電機組能在功率因數為0.8的額定負載下，穩定運行12小時中，允許有1小時1.1倍的過載運行，并在24小時內，允許出現上述過載運行兩次。發電機允許20秒的2倍過載運行。柴油發電機組在全電壓下直接起動容量不小于200kW的鼠籠式異步電動機。在負載容量不低于20%時，允許長期穩定運行 3）自動調節功能

柴油發電機組的空載電壓整定范圍為95～105%Ue。柴油發電機組在帶功率因數為0.8～1.0的負載，負載功率在0～100%內漸變時能達到：

穩態電壓調整率： ≤±0.5% 穩態頻率調整率： ≤±0.5%（固態電子調速器）

電壓波動率：

≤±0.15%（負載功率在25～100%內漸變時）頻率波動率：

≤±0.5%（負載功率在0～25%內漸變時）4）自動控制功能：

柴油發電機組屬于無人值守電站，控制系統具有下列功能： A、保安段母線電壓自動連續監測。

B、自動程序起動，遠方起動，就地手動起動。C、柴油發電機與保安段正常電源同期閉鎖功能。

D、運行狀態的柴油發電機組自動檢測、監視、報警、保護。E、主電源恢復后遠方控制、就地手動、機房緊急手動停機。F、蓄電池自動充電，有不小于5000W的380VAC供電電源。G、冷卻水預熱。

H、發電機空間加熱器自動投入。5）模擬試驗功能

柴油發電機組在備用狀態時，模擬保安段母線電壓低至25%或失壓狀態，能夠按設定時間快速自起動運行試驗，試驗中不切換負荷。但在試驗過程中保安段實際電壓降低至25%時能夠快速切換帶負荷。3 保安系統電源正常切換：

電源的正常切換是利用柴油發電機的饋線斷路器和交流事故保安段的工作電源進線斷路器相互聯鎖實現。保安段共有3路進線電源；1路工作電源，1路備用電源，1路柴油機電源。當保安段母線電壓失壓時，經3—5秒延時（躲開繼電保護和備用電源自動投入時間），通過保安段母線電壓監視繼電器及輔助繼電器聯動，同時發出工作電源跳閘、備用電源合閘信號及柴油機啟動信號；當備用電源合閘成功，則柴油機退出運行；當備用電源合閘失敗，則發出柴油機電源合閘命令。柴油發電機組投入運行后應按要求時間帶負荷滿載。當保安段工作電源恢復若干時間后，柴油發電機組的停機可在遠方按程序控制自動停機或就地手動操作停機。停機時，首先跳開保安段上的柴油機組饋線斷路器，再合保安段的工作電源進線斷路器。同時，機組經空載冷卻運行后自動停機。

第二篇：火電廠典型交流電竄入直流系統事故案例

馮某在運行人員的陪同下檢查給排水泵房0.4kV PC段母聯開關的指示燈不亮的缺陷，該母聯開關背附件：典型事故案例

交流電竄入直流系統三臺機組相繼跳閘

2005年10月25日13時52分，某發電公司發生一起因外委單位維護人員作業隨意性大、擅自擴大工作范圍，危險點分析不足，誤將交流電接入機組保護直流系統，造成運行中的三臺機組、500kV兩臺聯絡變壓器全部跳閘的重大設備事故。

一、事故前、后的運行狀況

全廠總有功 1639MW，#1機有功：544MW；#2機小修中；#3機停備；#4機有功：545MW；#5機有功：550 MW；XX一線、XX二線、XX三線運行；500kV雙母線運行、500kV #1 聯變、#2聯變運行；500kV第一串、第二串、第三串、第四串、第五串全部正常方式運行。

事故時各開關動作情況：5011分位，5012分位，5013在合位，5021合位，5222分位，5023合位，5031、5032、5033 開關全部合位，5041、5042、5043開關全部分位，5051、5052、5053開關全部分位；5011、5012、5022、5023、5043有單相和兩相重合現象。

10月25日13時52分55秒“500kVⅠBUS BRK OPEN”、“GEN BRK OPEN”軟報警，#1機組甩負荷，轉速上升；發電機跳閘、汽機跳閘、爐MFT。發變組A屏87G動作，發電機差動、過激磁報警，廠用電切換成功；#4機組13時53 分，汽機跳閘、發電機跳閘、鍋爐MFT動作。發跳閘油壓低、定冷水流量低、失全部燃料.檢查主變跳閘，起備變失電，快切裝置閉鎖未動作，6kV廠用電失電，各低壓變壓器高低壓側開關均未跳開，手動拉開；#5機組13時53分，負荷由547MW降至523MW后，14秒后升至596MW協調跳。給煤機跳閘失去燃料MFT動作。維持有功45MW，13時56分汽包水位高，汽輪發電機跳閘，廠用電失去，保安電源聯啟。

經過事故調查技術組初步確定事故原因和現場設備試驗后，確認主設備沒有問題機組可以運行后，經請示網調許可，#4機組于26日16時43分并網，#5機組于28日15時09分并網，#1機組于28日15時15分并網。

二、事故經過

化學運行人員韋某等人在進行0.4kV PC段母線倒閘操作時，操作到母聯開關搖至“試驗”位的操作項時，發現母聯開關“分閘”儲能燈均不亮，聯系外委單位維護項目部的馮某處理，13點40分左右

面端子排上面有3個電源端子排（帶熔斷器RT14-20），其排列順序為直流正、交流電源（A）、直流負，由于指示燈不亮馮某懷疑是電源有問題并且不知道中間端子是交流，于是用萬用表（直流電壓檔）測量三個端子中間的沒有電（實際上此線為交流電，此方式測量不出電壓），其它兩個端子有電，于是馮某簡單認為缺陷與第二端子無電有關，于是便用外部短路線將短路線（此線在該處線把內懸浮兩端均未接地）一端插接到第三端子上（直流負極），另一端插到第二端子上（交流A）以給第二端子供電并問運行人員盤前指示燈是否點亮，結果還是不亮（實際上這時已經把交流電源同入網控的直流負極，造成上述各開關動作，#

1、#4機組同時跳閘，#5機組隨后跳閘），馮某松開點接的第二端子時由于線的彈性，該線頭碰到第一端子（直流正極）造成直流短路引起弧光將端子排燒黑，馮某將端子排燒黑地方簡單處理一下準備繼續檢查，化學運行人員聽到有放電聲音，并走近看到有弧光跡象便立即要求馮某停止工作，如果進行處理必須辦理工作票，此時化學運行人員接到有機組跳閘的信息，便會同維護人員共同回到化學控制室。

三、原因分析

1、技術組專家通過對機組跳閘的各開關動作狀態及相關情況進行綜合分析，初步推斷為直流系統混入交流電所致。經在網控5052開關和5032開關進行驗證試驗。試驗結果與事故狀態的開關動作情況相一致。確定了交流串入直流系統是造成此次事故的直接（技術）原因。

2、外委單位維護人員工作沒有攜帶端子排接線圖，對端子排上的接線方式不清楚，危險點分析不足、無票作業，憑主觀想象，隨意動手接線，是造成此次事故的直接原因。

四、事故暴露的主要問題：

1、外委單位工作人員檢修安全及技術工作不規范，技術水平低，在處理給排水泵房0.4kV PC段母聯開關的指示燈不亮的缺陷時，使用萬用表的直流電壓擋測量接線端子的交流量，并短接端子排接線，使交流接入網控直流控制回路，最終造成此次事故。

2、外委單位的安全管理、技術管理存在漏洞，工作人員有規不循，安全意識薄弱，檢查缺陷時未開工作票，沒有監護人，對檢修工作中的危險點分析有死角；對設備系統不熟悉，在二次回路上工作未帶圖紙核對，人員培訓存在差距。外委單位安全生產責任制落實存在盲點。

3、發電公司在對外委單位管理存在差距，對外委單位工作人員的安全及技術資質審查不力，未盡到應有的職責對其進行必要的安全教育培訓，對外委單位人員作業未嚴格把關，未嚴格執行生

票上要注明電源取自何處。

7、檢查各級直流保險實際數值的正確性，接觸的良好性，真正做到逐級依次向下，防止越級熔斷，擴大事故。

8、對網控等主機保護直流接到外圍設備的情況進行排查，發現問題要安排整改。

9、各單位、部門再次檢查安全生產責任制是否完善、每一項工作、每臺設備是否都已明確到人，尤其公用外圍系統化學、輸煤、除灰、水廠等系統的管理，避免存在死角。

10、發電公司各部門加強對外委單位（包括短期的小型檢修、施工、長期的檢修維護、運行支持）的全過程管理，對外委單位安全及技術資質、對其作業的安全措施、人員的安全技術水平進行嚴格審查，進行必要的安全教育培訓并要求其考試合格后上崗。各部門嚴格履行本部門、本崗位在外委單位安全管理的職責。不能以包代管，以問代考。對其安全及技術資質一定要進行嚴格審查，并進行必要的安全教育培訓及考核。同時對于每一項外包工程作業，必須派出專職的安全監護人員，全程參與其作業過程。

11、要嚴格履行兩票管理規定，杜絕人員違章，從危險預想、寫票、審票、布置安全措施、工作票（操作票）執行等各環節嚴格把關，嚴禁以各種施工通知、文件、措施來代替必要的工作票制度，嚴禁任何人員無票作業或擅自擴大工作范圍。對五防閉鎖裝置進行一次邏輯梳理，發現問題及時整改。

六、采取的措施

1、立即在各生產、基建和前期項目單位，開展一次直流系統安全大檢查活動，從設計、安裝、運行、維護、檢修等各個環節，逐項檢查、認真分析、找出設計不合理的地方，安裝不規范的地方、標志不全面的地方、圖紙不正確的地方、管理不到位的地方，要全方位接受教訓，立即整改，不留死角。

2、交直流電源在同一盤柜中必須保證安全距離，交流在上，直流在下，且有明顯提示標志，避免交流串入直流。組織所有電氣和熱工人員包括外來維護人員、運行人員，認真學習交流串入直流回路造成保護動作的機理和危害的嚴重性，要大力宣傳保證直流系統安全的重要性和嚴肅性。

3、加強直流系統圖冊管理，必須做到圖紙正確、完整，廠、車間、班組要按檔案管理的標準存檔，有關作業人員要人手一冊。

4、凡是在電氣二次或熱工、熱控系統回路上的工作，必須使用圖紙，嚴格照圖工作，沒有圖紙嚴禁工作，違者要給予處分。

5、重申在熱工和電氣二次回路上工作，必須開工作票，做好危險點分析預防措施，在現場監護下工作。要制定測量、查線、倒換端子等二次系統工作的作業程序，逐項監護，防止出錯。

6、加強檢修電源的使用和管理。制定保護室、電子間、控制盤、保護柜等處接用臨時工作電源的制度，嚴格管理，任何施工用電一律從試驗電源插座取用，工作票上要注明電源取自何處。

7、檢查各級直流保險實際數值的正確性，真正做到逐級依次向下，防止越級熔斷，擴大事故。

8、發電公司要繼續將每一機組掉閘的所有細節分析清楚，找出設備存在的問題，認真加以改進，防止重復發生問題。

9、各單位要針對該公司這起事故，加強對直流系統的管理，落實直流系統的負責人及責任制。對網控等主機保護直流接到外圍設備的情況進行排查，發現問題要安排整改。

10、針對此次事故，進一步完善保廠用電措施。

11、新建項目公司要加強對設備外委單位的管理，要明確二次設備和系統的職責劃分，按照系統的重要性和整體性界定管理和維護職責，不允許外單位維護發電公司的電氣二次、熱控及保護直流系統。