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高頻UPS整流屬于升壓整流,其輸出直流母線的電壓比輸入線電壓的峰值高,一般典型值為768V左右,所以逆變器輸出相電壓可以直接達到220V,逆變器之后就不再需要升壓變壓器。
由于采用了IGBT高頻整流技術(shù)使功率單元實現(xiàn)了模塊化生產(chǎn),因此,實現(xiàn)了功率模塊的N 1運行模式。當高頻模塊化UPS某一個模塊發(fā)生故障時,故障模塊會自動退出運行,非故障模塊可以正常運行不影響供電。在設(shè)備巡檢人員巡檢時,將故障模塊帶電拔出換上新的模塊就可以了。大大提高了運行的可靠性。
由于在電氣化鐵路電力機車通過時,會產(chǎn)生過電壓及諧波,這樣UPS的輸入電源會時常出現(xiàn)很高的尖峰沖擊電壓,整流以后的BUS電壓也會跟著出現(xiàn)一個非正常的峰值電壓,這個電壓有時高達700V,高于正常正負BUS電壓400V的標準。監(jiān)測保護系統(tǒng)一旦檢測到高于正負BUS電壓400V時,設(shè)備就會保護關(guān)機,這時需要人員去現(xiàn)場重新啟動。
因此需在UPS輸入側(cè)加裝濾波器濾掉諧波和峰值電壓,如圖3所示。
150kVA高頻單相變?nèi)郩PS自開通以后,設(shè)備一直運行正常。但2012年12月份以后,救援基地UPS頻繁發(fā)生故障,UPS不能正常開啟。維修人員接到通知到達現(xiàn)場后,發(fā)現(xiàn)UPS為停機狀態(tài),待檢查電源的接線是否正確,整機外觀是否有燒損,輸入電源是否正常并確認無誤后,對功率模塊進行逐個清掃。現(xiàn)場采取單模塊單獨開機方式進行開機試驗,檢測單個功率模塊能否獨立開啟。經(jīng)過測試,現(xiàn)場有七個模塊可以正常啟動并投入運行,其它三個模塊不能正常開啟,其中一個沒有電源輸入,其余兩個有電源輸入,開機自檢后無法正常啟動,沒有電壓輸出。由于顯示屏不能顯示故障模塊的故障信息,無法判斷具體的故障原因。為搞請UPS功率模塊故障的原因,作出分析如下。
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2 原因分析
(1)現(xiàn)場使用環(huán)境問題
太原機務段救援基地位于石太鐵路線嗚李車站,UPS設(shè)備安裝周圍全部是裸露的土地,起風時灰塵較大,功率模塊前后板有網(wǎng)狀通風口,現(xiàn)場的灰塵已經(jīng)堵塞了功率模塊的通風口的三分之一,有的甚至堵塞了一半,造成依靠風扇強制冷卻的功率模塊無法散熱;檢查發(fā)現(xiàn)功率模塊電路板上存有大量灰塵,由于通風口積灰導致防塵網(wǎng)堵塞。電路板灰塵的存積,致使功率模塊內(nèi)的熱量不能及時排除,造成功率模塊內(nèi)的溫度偏高,散熱器散熱性能變差,功耗器件溫度上升引起UPS保護性關(guān)機。因長期通風不良運行溫度過高導致功率器件燒損使部分功率模塊損壞。太原地區(qū)的盆地污染較為嚴重,由于灰塵自身化學成分比較復雜,有時會存有導致降解的酸根和金屬離子。有些灰塵本身就帶有酸性或堿性。所以,灰塵本身和它吸收的潮氣會腐蝕PCB板及元器件?？諝庵写嬖谥罅繎腋∥廴疚?一旦進入模塊內(nèi)就會吸附在線路板上,形成肉眼能夠發(fā)現(xiàn)和不能夠發(fā)現(xiàn)的帶電灰塵。隨著時間的推移,線路板上吸附的灰塵越來越多,影響電氣間隙和爬電距離值,引起絕緣性降低和接觸不良,如果濕度偏高,嚴重時會造成電路板短路。
(2)UPS所帶負載問題
經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn),2012年12月基地將原來使用市電的采暖鍋爐用電接入了UPS系統(tǒng)。中鐵工程設(shè)計咨詢集團太原設(shè)計院在救援基地UPS設(shè)計、技術(shù)圖紙交底及定貨時,都沒有設(shè)計采暖鍋爐用電容量,采暖鍋爐繼續(xù)使用原市電電源。因市電電源不穩(wěn)定停電頻繁,2012年底機務段為了用電方便將原來用市電供電的采暖鍋爐電源改接到了UPS上。由于采暖鍋爐開機時起動沖擊電流較大(電機的起動電流是電機額定電流的6～7倍),UPS是電力電子設(shè)備,要滿足采暖鍋爐用電要求,UPS容量應是采暖鍋爐額定容量的3~4倍。救援基地UPS頻繁發(fā)生功率模塊燒損故障,其原因就是采暖鍋爐起動沖擊較大所引起。
(3)制冷問題
箱變設(shè)計時,雖然設(shè)計安裝了制冷空調(diào),但安裝的空調(diào)為民用空調(diào),空調(diào)在停電停機后,再來電不能自動起機。因太原機務段救援基地使用的電氣化鐵道專用UPS,其輸入電源從電氣化鐵道的接觸網(wǎng)上接引,接觸網(wǎng)每天要停電90min進行設(shè)備檢修作業(yè),接觸網(wǎng)停電,制冷空調(diào)自動停機,再來電時,制冷空調(diào)不能自動開機,因檢修工區(qū)距離基地幾十公里,所以造成制冷空調(diào)不能正常運轉(zhuǎn),這也是造成UPS故障的一個重要原因。
BB蓄電池的運用情況及電池溫度
BB蓄電池雖在極度溫度下也能任務，但標準數(shù)據(jù)是在溫度為77?F（25?C）時的丈量后果。
科士達電池抱負的任務溫度范疇是 70?F（21?C）至80?F（27?C）。在溫度較低的情況中任務，電池期
望的任務工夫會增加，在溫度較高的情況下任務，則會延長電池的效勞壽命及添加電池發(fā)作熱失控的風險。
超過跨過77?F（25?C）每18?F（10?C）就會延長電池50%的壽命。因而，電池寄存處的室溫過高
須運用得當?shù)耐革L設(shè)置裝備擺設(shè)或空調(diào)機來降溫。
在超越122?F（50?）的溫度的情況下VRLA電池切不行充電，這很容易形成電池熱失控。
一組電池中各單個電池溫度都不得高于情況溫度 18?F（10?C）以上。假如一組電池中有個
別電池的溫度特殊高，該電池會有發(fā)作熱失控的風險。在這種狀況下，應該立刻中止給電池充
電并找出成績地點并予以處理。
假如發(fā)作了熱失控，需對科士達電池停止容量測試，須要時需改換電池。
免維護儲能蓄電池是理士國際技術(shù)電源有限公司旗下多領(lǐng)域應用產(chǎn)品之一，生產(chǎn)車間在有著美麗的江南之鄉(xiāng)江蘇，江南歷史悠久而且還很富有底蘊，在上有天堂下有蘇杭支持的水鄉(xiāng)江蘇生產(chǎn)的理士蓄電池一定也是秉承江南人的為人師表已質(zhì)量來服眾。2014年面對蓄電池行業(yè)的競爭激烈趨勢，北京理士蓄電池銷售中心經(jīng)理靳偉先生強調(diào)在把握產(chǎn)品質(zhì)量的同事在價格上以最低的出廠價格出售給消費者，讓消費者有著深深地體會理士蓄電池的內(nèi)在美。
狹長形結(jié)構(gòu)設(shè)計：單體排列為2?3結(jié)構(gòu)，利于散熱；
? 正極板：涂膏式正極板，高溫高濕4BS固化工藝，電池具有良好的循環(huán)壽命；
? 接線端子置于前部：安裝、連接、維護方便；
? 前部集中排氣系統(tǒng)：將電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體排出電池室外；
? 平插式端子保護罩：防止產(chǎn)生短路，保護罩設(shè)檢測孔方便電壓測量；
? 隔板：特制粗細纖維配比的AGM隔板，提高了吸液高度；
? 電池殼體：抗沖擊、耐震動的高強度ABS(可選用阻燃級)加厚設(shè)計；
? 端子密封：采用多層極柱密封專有技術(shù)。
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)機架自主儲能UPS
改變過渡備用能源(蓄電池)的配置位置,將其配置在IT設(shè)備中的開關(guān)電源的直流輸出端,于是就形成了機架自主儲能改革方案,如圖5所示。
