UPS在氯碱生产装置整流系统的应用.pdf

【供电与整流】Chlor-Alkali IndustrySep.2023年9 月2023No.9Vol.59第9 期第5 9 卷业碱氯UPS在氯碱生产装置整流系统的应用白永*，王关东，姜岗峰，董高登（陕西北元化工集团股份有限公司，陕西榆林7 19 3 19）【关键词氯碱生产；低压配电装置；极化柜；整流柜；UPS；故障【摘要】介绍了UPS设备在氯碱生产装置整流系统的应用情况，分析了其常见故障，并提出处理措施。中图分类号 TM46文献标志码 B文章编号10 0 8-13 3 X(2023)09-0001-03Application of UPS in the rectification system of chlor alkali production unitBAI Yong,WANG Guandong,JIANG Gangfeng,DONG Gaodeng(Shaanxi Beiyuan Chemical Group Co.,Ltd.,Yulin 719319,China)Key words:chlor-alkali production;low-voltage distribution equipment;polarization cabinet;rectifiercabinet;UPS;faultAbstract:The application of UPS equipment in the rectification system of a chlor alkali productionunitwas introduced.Its common faults were analyzed,and treatment measures were proposed.1氯碱生产装置整流系统对电力系统的要求陕西北元化工集团有限公司（以下简称“北元化工”）盐水电解工序是一个重要工艺环节，也是一个重要的生产岗位。北元化工共4条生产线，每条生产线配3 台整流变（共有12 台整流变），每台整流变带2 台整流柜。其中一期A、B线6 台整流变容量分别为2 9 3 5 0 kVA，二期C、D 线6 台整流变容量分别为2 8 2 8 0 kVA。一次系统电压为3 5kV,二次系统电压3 7 0 6 3 0 V,系统的单台整流柜直流电流最大可达到17 kA。电解生产是高负荷连续过程，为保障装置稳定运行，整流系统联锁保护设置得非常多，工艺单台联锁达到19 条，整条线联锁达到2 3 条，还有电气联锁。如果短时间停电、晃电、工艺设备故障、电气故障，就会发生整流设备停车事故，造成较大的经济损失。因此，向整流系统供电必须稳定，而UPS在一定程度能保证电压系统稳定。2UPS在氯碱生产装置整流系统的应用UPS即不间断电源，是将蓄电池（多为铅酸免维护蓄电池）与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电（交流电）的系统设备。UPS的三大基本功能：稳压、滤波、不间断。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其他电力电子设备提供稳定、不间断的电力供应。当市电输入正常时,UPS将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流式电稳压器，同时它还向电池充电；一旦市电交流输人异常，比如过压欠压、停电、频率异常,UPS会立即将电池的直流电能，通过逆变器切换转换的方法向负载继续供应2 2 0 V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏，其供电时间的长短取决于所配电池容量和负载设备的用电量。UPS设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护2.1低压关键装置控制回路中UPS的应用电解工艺联锁设备较多，对关键装置动力电源【作者简介】白永（19 8 6 一），男，助理工程师，2 0 10 年至今工作于陕西北元化工集团有限公司化工分公司设备运维中*心，从事电气运行维护工作。收稿日期 2 0 2 3-0 6-0 52023年业碱氯S供电与整流的稳定性要求极高，如果按照一般设备供电，可能因为晃电导致关键装置失电联锁整流变停车。为了避免晃电导致关键装置跳停联锁整流变停车事故的发生，北元化工利用UPS防晃电装置向关键装置提供电源，在晃电发生的瞬间由UPS供电，不会导致关键装置跳停，避免整流系统的停车。低压关键装置防晃电UPS接线图如图1所示。2.2UPS在极化柜、整流柜中的应用(1)北元化工氯碱C、D 生产线极化柜UPS供电图如图2 所示。UPS1/UPS2下端出线口QF3-6/QF7-10是UPS厂家自带的空气开关，为并联结构。由于空气开关额定太小，为满足一个单P空气开关更换要求，通讯柜内QF1-6有6 个单P空气开关，一个单P总空气开关带一个单元槽的极化电源，即一个单元槽的大极化电源/小极化电源，若出现故障，只需断开其中一个空气开关即可满足要求。ABCNHR?0450VUPSQFHR2UaUbUcNP0450V8GNDTKAKACKMKMLN.QF1VQf2负载负载图1低压关键装置防晃电UPS接线图Fig.1Wiring diagram of anti-voltage sag UPSfor low-voltage distribution equipment2302aMCC-1-6QF1QF2UPS内部UPS内部交流输入电压指标单空并单空开电压表UPS1UPS2电池馈线开关电池馈线开关QF36QF7-10C线通讯柜D线通讯柜QF1-6QF1-6C线12 个极化电源D线12 个极化电源图2C、D 生产线极化柜UPS供电图Fig.2Power supply diagram of UPS for polarization cabinets in production line C and D极化柜增设UPS后，保证了在全厂失电的情况下，保持通讯正常，满足监控极化柜运行状态的要求。故UPS在极化电源保护离子膜装置起到了至关重要的作用。（2）整流柜UPS供电图如图3 所示。整流控制柜、主柜UPS进线分别来自2 3 2 0 aMCC39 和2320bMCC3-9柜，其中2 3 2 0 aMCC3-9柜电源取自2302变电站低压配电室三段母线EMCC2 45柜，为UPS2提供电源；2 3 2 0 bMCC3-9柜电源取自2302变电站低压配电室四段母线EMCC27-5柜，为UPS1提供电源。由两个交流接触器实现双电源切换，当2 3 2 0 bMCC39 失电时（红色指示灯HL1熄灭，HL2工作），接触器KM2线圈得电，由2320aMCC3-9经接触器KM2为UPS提供2 2 0 V电源；当2 3 2 0 aMCC3-9失电时，接触器KM1线圈得电，由2 3 2 0 bMCC3-9经接触器KM1为UPS提供电源。当两路电源全部失电时，指示灯HL1、H L 2 全部熄灭。供电方式中UPS1优先供电，即当电源UPS1和UPS2同时供电时优先选择UPS1供电。正常情况下,UPS1为C线供电，QF1-4必须闭合;UPS2为D线供电，QF1215 必须闭合。若UPS1出现故障，则可以断开QF14,闭合空气开关Q5和Q6，由UPS2为C线供电。若UPS2出现问题，则断开联系人：董红果；电话/微信：18 6 0 9 8 9 3 5 3 8欢迎订阅氯碱烯杂志业聚氯222编辑：董红果白永等：UPS在氯碱生产装置整流系统的应用第9 期供电与整流QF12-15,闭合Q10和Q11，由UPS3为D线供电。相互切换时必须在停车情况下进行。在正常情况下，禁止UPS2、U PS3 并列运行，禁止闭合Q5、Q 6、Q10、Q 11(因为UPS逆变后相位角、波形不一定相同）。控制柜、整流主柜、整流直流刀闸利用UPS，可以保证在全厂失电的情况下控制现场状态，不因全厂失电而失去控制2.3UPS在DCS的应用工艺DCS、电气后台DCS电源全部由UPS提供电源，实时监控现场状态，保证应急操作有效可行。LN2320bMCC2320aMCCLNMNS配电线路1MNS配电线路2QF21QF22KM1PHL1KM1KM2LHL24KM1KM2QF23QF24文QF25UPS内部UPS1UPS内部UPS2UPS3UPS内部单P空并单空并单P空并电压表电池电池电池表电池馈线开关电池馈线开关电池馈线开关QF1QF2QF3QF4QF5QF6QF7QF8QF9QF10QF11QF12QF13QF14QF15QF16C线通讯柜D线通讯柜图3整流柜UPS供电图Fig.3Power supply diagram of UPS for rectifier cabinet3UPS常见故障和处理(1)UPS显示故障，没有市电输人，导致巡检人员无法判断现场UPS运行情况。UPS显示故障的主要原因是UPS主机内电源模块故障。处理方法是：停机更换电源模块，保证现场UPS显示正常；确保巡检人员实时了解设备运行安全，保证系统运行稳定。(2)UPS死机。整流系统UPS经常出现死机、自动关机，导致所供二次回路全部失电，造成停车事故。原因可能是UPS主机散热系统故障导致主机温度过高停机，也可能是UPS负荷较大超负荷运行跳停，或UPS长时间运行电气元器件损坏。处理方法是：检查UPS散热系统是否正常，如果不正常，对故障散热设备进行更换，恢复供电；检查UPS用电设备是否超负荷运行，排查超负荷原因；按照UPS维保周期每年对UPS进行检查保养。(3)UPS跳停，UPS出线一般供电给较多的设备，经常出现UPS进线或出线开关跳闸事故，原因是某回路二次侧发生短路或接地，造成开关跳停。UPS跳停后,逐一对负荷侧进行排查,将短路和接地设备修复或切出系统。4丝结语UPS设备属于比较特殊的保护性电子电气设备，其使用运行既受前端供电质量等的影响，还受后端负载的频繁变化及配电线路故障（如短路、接触不良、配电不科学等）等的影响，短路是最大的威胁。因此在加强UPS的日常维护的同时，也要注重负载配电电路的巡查，如电缆接头、开关匹配及动作灵敏度、插座的松动等，要定期检查、更换，及时发现隐患并处理是减少短路发生的最重要措施对于比较重要的场所，供电系统不能只有单一的一路供电电路，务必要求科学、合理的规划,采用多路允余供电非常必要。