一次UPS设备烧毁的故障分析,中强福山煤业瓦斯
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本文中所分析的案例是某机房遇到的实际情况。笔者把它分析总结成文,目的是希望有关用户吸取经验教训,避免类似事件的发生。

电工电气网】讯

中强福山煤业瓦斯监测监控机房管理制度 1、地面中心站机房设备是保证地面中心站设备长期稳定运行的首要条件,必须根据监测监控机房有关条款的规定执行。 2、在动力配电、恒温、恒湿、防尘、防静电、防雷击等方面,均需根据现场条件,准确、合理地设计,精心施工,保证质量。 3、机房电源采用双路两级稳压供电,电压等级为交流220V±10%,50HZ±1%,波型失真率≤20%;第一级为交流稳压器,供一台UPS及其它计算机外设;第二级为UPS,其输出供地面中心站主机,交流断电时,即刻由备用电源供电至少8小时,并发出警报信号。在任何情况下,均不允许突然切断地面中心站主机的供电电源。 4、配备与地面中心站相兼容的电源插座,其接线方式应符合国家规定的机电标准(面对插座,右插孔为火线,左插孔为零线,上端插孔为地线)。 5、机房接地,第一条系统保护地,要求接地电阻<4Ω,接动力电源的输出地线。零线与地线间电压应<1V,机房所有设备的外壳均应可靠接在系统保护地上;第二条系统屏蔽地,要求接地电阻<0.5Ω,系统通讯屏蔽电缆的屏蔽层应可靠接在系统屏蔽地上;第三条防雷保护地,要求接地电阻<4Ω,并远离第一、二条地线,避免雷击损坏地面中心站设备。 6、要求机房密封,无煤尘,达到B级(即:粒度≥0.5μ,个数≤10000粒/升)。新风需经过滤后送进机房内。 7、采用防静电地板。机房内无线电干扰场强在0.15MHZ~500MHZ时应≯126db;磁场干扰场强≯800A/M。 8、开机时温度为23±2°C,20±2°C;相对湿度为45-65%;停机时温度为5-35°C;相对湿度为20-80%。 9、机房面积以大于40平方米为宜,机房附近无腐蚀性物质。 10、机房必须配备防火器材、防雷装置、录音电话。 11、监控机房内各类设备必须按技术标准进行规范配接,做到设备完好、布线整洁标准,保证设备的正常安全使用。禁止机房内带病设备或功能不完善设备在线投入使用。 12、监控机房必须配备在线式且不低于8小时的不间断UPS电源,并保证UPS电源设备的正常运转。UPS电源容量至少负载如下主要设备:主机、监测通讯设备、机房信息网络设备、打印机。 13、监控机房应配备具有监测监控知识、通风知识、计算机及网络知识、责任心强的机房值班员至少6人,经培训合格持证上岗。 14、安全监控系统的主机及系统联网主机必须双机或多机备份,24 h不间断运行。当工作主机发生故障时,备份主机应在5min内投入工作。 15、联网主机应装备防火墙等网络安全设备。 16、监控主机应启动系统自动日志功能,确保监测系统控制参数的严密日志记录管理,以供备查。 17、机房值班员必须严格按照《煤矿安全规程》和汾西矿业集团公司相关规定,全面、准确地按规范命名定义各个地点监测装置的报警、断电、复电控制参数和其它控制参数;及时进行井下各类监测装置的增加、删除和变更设置,井下地点监测装置变更后的1小时内必须及时更新定义。严禁出现监测装置地点、控制参数等出现井上设置定义与井下实际不相符情况。地面测试和试验的设置与定义在试验结束后应及时撤除。 18、监测瓦斯超限报警后,机房值班员必须立即核对一级断电闭锁状态,同时立即观察断电区域设备的开停信号或馈电信号情况。凡发生应断电而未断电的,要立即报告矿调度和当日值班领导,并立即实施手动断电控制或二级断电控制,并详细登记。 19、机房值班员对瓦斯超限报警、一级闭锁断电状态、开停馈电反馈信息、监测故障、汇报情况、处理情况上述六项内容进行手工、完整、连续的明细记录。 20、监测机房必须按规定打印当日监测日报和重点工作面瓦斯曲线,交通风调度。由通风调度报矿长、总工程师、通风副总,通风区长审核签字。 21、监测机房动态实时数据保存不低于3个月,分钟数据保存不少于3年。保存方式为光盘刻录或异地硬盘存储或数据服务器。 22、监测机房内每台计算机必须至少有一种完善的病毒防护措施,且保证7天之内的间隔升级周期。 23、监控机房主机必须专机专用,禁止在主工控机上进行任何无关操作或安装运行任何无关软件。必须保证每个监控系统的备用主控机处于随时备用状态。备用主控机每间隔15天必须进行在线联机测试一次,并且由主控机向备用主控机进行环境参数数据的转移或复制。详细记录备用机测试和环境参数复制的情况。 24、监控工程技术人员定期对系统进行调试、校正,每月至少1次,做好记录。 25、监控主机的网络设置参数和监测设置参数、机房网络设备的设置必须随时保证准确有效,严禁擅自乱动乱改。监测系统或监测机房的技术负责人是监测机房技术管理的第一责任人。 26、监测队是瓦斯监测监控主干通讯网络的责任管理者和责任维护者。如出现瓦斯信息网络故障,以监测队为主体,信息中心配合,必须及时排除故障,否则按有关规定进行考核。 27、信息中心应加强通讯网络接割工作的统筹与规划,统一合理部署,尽量减少因网络割接而带来的瓦斯监测网络中断。每年度每个点的网络割接总次数限制在2次以下,每次割接时间不得超过4小时,并提前48小时书面通知矿调度及矿相关单位。 28、机房值班员必须严密观察所有联网数据上传软件运行情况。如遇上传软件故障或中断,在10分钟内立即恢复处理。如不能处理,须立即上报调度或上级技术负责人。 29、地面中心站必须24h有人值班。值班人员应认真监视监视器所显示的各种信息,详细记录系统各部分的运行状态,接收上一级监控中心下达的指令并及时进行

故障情况描述如下:该单位使用的是两台GELPS33E40KVAUPS并机运行为计算机机房供电,正常运行时,1号机面板显示负载率为24%,2号机显示负载率19%。后因2号机故障,由1号机单独供电,显示负载49%。随后发生了1号机的故障,导致了全部计算机设备的运行中断。l号UPS出现故障初期,机内冒烟,计算机设备仍未断电,约10分钟后供电系统输出故障,计算机设备断电。

UPS技术未来发展趋势

处理,填写运行日志,打印安全监控日报表,交通风调度,由通风调度报矿主要负责人和矿井主要技术负责人审阅。 30、系统发出报警、断电、馈电异常信息时,中心站值班人员必须立即通知矿调度部门。通风部门查明原因,并按规定程序及时报矿信息中心和上一级信息中心。处理结果应记录备案。 31、当系统显示井下某一区域瓦斯超限并有可能波及其它区域时,中心站值班员应按瓦斯事故应急预案手动遥控切断瓦斯可能波及区域的电源。 32、瓦斯监测监控系统中心站值班人员接到上级信息中心发出的报警处理指令后,要立即处理落实,并将处理结果向信息中心反馈。 33、瓦斯监测监控系统中心站必须24h有人值班。值班人员应认真监视测控数据,核对煤矿上传的隐患处理情况,发现异常情况要详细查询,按规定进行处理。填写运行日志,打印报警信息报表,交调度室报值班领导审阅。 34、值班人员发现煤矿瓦斯超限报警、馈电状态异常情况等必须通知调度部门核查情况,按应急预案进行处理。 35、值班人员发现煤矿安全监控系统通讯中断或出现无记录情况,必须查明原因,并根据具体情况下达处理意见,处理情况记录备案,上报值班领导。

两台UPS为2005年出厂,2007年正式带载运行使用的。最先发现故障的是消防的报警系统,因UPS设备燃烧冒烟,消防的烟感系统最先报警,值班人员赶到现场后发现1号UPS已经冒烟,并有爆炸声。后经查看1号UPS输入滤波电容烧毁,周围电线烧断,一些板件也有不同程度损坏。GELPS33E40kVAUPS是工频结构UPS,其整流器是可控硅三相全桥即6脉冲整流,整流器后面的滤波电容应该是450V以下的规格。电容器的容量和耐压随着时间的推移会有所下降。

一是智能化

故障情况...

智能系统通过对各类信息的分析综合,除完成UPS相应部分正常运行的控制功能外,还应完成对运行中的UPS进行实时监测,对电路中的重要数据信息进行分析处理,从中得出各部分电路工作是否正常等功能;在UPS发生故障时,能根据检测结果,及时进行分析,诊断出故障部位,并给出处理方法;根据现场需要及时采取必要的自身应急保护控制动作,以防故障影响面的扩大;完成必要的自身维护,具有交换信息功能,可以随时向计算机输入或从联网机获取信息。

二是数字化

UPS采用最新的数字信号控制器加以数字化的霍儿传感器件,实现了UPS系统的100%数字化运行。还采用了多重微处理器冗余系统,用多个有独立供应电源的微处理器来控制整流器、逆变器和内部静态旁路,因而提高了系统的数字化程度和可靠性。

三是高频化

第一代UPS的功率开关为可控硅,第二代为大功率晶体管或场效应管,第三代为IGBT。大功率晶体管或场效应管开关速度比可控硅要高一个数量级,而IGBT功率器件电流容量和速率又比大功率晶体管或场效应管大得多和快的多,使功率变换电路的工作频率高达50kHz。变换电路频率的提高,使得用于滤波的电感、电容以及噪音、体积等大为减少,使UPS效率、动态响应特性和控制精度等大为提高。

四是冗余并机技术

通过开发新的应用技术,可实现UPS内的多模块冗余并机运行,不需另外加设中央控制部件,负载均分,某一模块出现问题时,负载自动转移,维修可带电热插拔,大大提高单台UPS的供电可靠性。再加上多台UPS组成的系统冗余运行,如果某一台UPS单机发生故障,则被立刻关闭,其他的UPS系统会自动承担全部负载,对负载不会产生任何影响。

五是集成化

随着信息化的发展,电源保护的应用领域不断扩大和要求不断提高,UPS要达到这些需求难以独善其身,必须对整个用电系统所涉及的环节进行控制,UPS从初始的设备保护和系统保护的纯后备电源技术发展到今天的信息保护、智能管理和整体机房集成一体化应用,其内涵已扩展到发电、配电、变换、不间断电源、机房、动力设备、电力电缆、数据布线、环境监控及系统管理等方面,已不是最初意义上的UPS,UPS设备只是该系统的核心部件。

从UPS的电源技术来看,在电源输出特性的不断优化基础上,对电源输入特性的研究,使电磁兼容性、低谐波污染成为重要指标,谐波处理技术和电磁兼容设计可以改善电源对电网的负载特性,减少对其他设备的*,提高电源的源效应,绿色电源的概念开始为人们所注重。电子技术和计算机技术的发展,除了使UPS的电源性能得到极大提升外,其网络管理可实现远程监控,数字化电源控制技术使产品具备了定制功能,智能化的设计使其成为高度智能化的可监、可控和自适应的设备。

以信息化建设角度,UPS从过去侧重电气性能指标、可靠性和质量方面,发展到统一标准、规范,采用模块化和并联冗余技术,系统地考虑各供、用电设备和环节以及系统 TCO,提高UPS用电所涉及的整个系统可靠性、可用性、可管理性、可维护性和可扩展性。集成一体化应用为用户提供了完整和有效的电源应用解决方案,这种拓展方向适应了信息化建设的需要,但是为满足这一需求的变化,对UPS厂商来说,尤其是国内厂商,仍有许多工作要做。

六是绿色化

各种用电设备及电源装置产生的谐波电流严重污染电网,随着各种政策法规的出台,对无污染的绿色电源装置的呼声越来越高。UPS除加装高效输入滤波器外,还应在电网输入端采用功率因数校正技术,这样既可消除本身由于整流滤波电路产生的谐波电流,又可补偿输入功率因数。整流器使用IGBT技术,可将输入功率因数提高到接近于1,对电网的污染已降到了近似阻性负载的水平。

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