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      山特UPS電源在線式C6KS整流逆變電源及自動旁路電源開關均處于脫扣跳閘

      發布時間:2019-07-13點擊量:125


      山特UPS(不間斷電源)是一種含有蓄電池, 整流、逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻電源,主要服務于計算機、網絡系統或其它精密電力電子設備中,在保護計算機數據, 改善電網質量,防止停電和電網污染對用戶造成危害等方面起著很重要的作用。山特UPS不間斷電源已經成為保護重要設備必 需的配套產品。本文通過空分Y4 、Y5UPS 故障,分析了UPS 的工作方式、故障類型, 從而詳細的得出故障的根本原因。


      1事故經過


         某工藝反映二空分工藝氮壓機和新液化冰機跳車,空壓站Y4 、Y5 后臺機失電,經檢查發現B6 變UPS失電, UPS內部整流逆變電源及自動旁路電源開關均處于脫扣跳閘狀態,低壓盤UPS 主電源及輔助電源開關均處于脫扣跳閘狀態。內部電容崩燒,旁路接觸器K2 觸點粘連。


      2山特UPS電源故障分析 內部故障,是由硬件元器件失效、控制器失效或者功能潛在缺陷導致的故障。


      2.1內部故障

      ①開關器件短路。開關短路通常由于外部負載過載短路沖擊原因引起,也可能因驅動不正常使得逆變器橋臂直通引起。UPS單相半橋逆變原理電路圖如圖1。山特UPS電源長期運行,開關器件短路出現幾率較大,后果非常嚴重。假設只有橋臂一個功率管Q1 先短路,無論是MOS管T1短路、反并聯二極管短路或者都短路結果是一樣的。若此時電感電流方向為正,則T2 施加脈沖時間內正常。當T2 施加驅動,橋臂立即直通,母線電壓瞬間下跌到零,T1損壞。若T2短路,將 直流母線短接,最終T1T2 某個會開路,假設T2開路,三相輸入保險F燒斷母線電壓降為零,輸出電壓為零。若T2 開路但輸入保險F未炸毀而母線電壓回升,則橋臂輸出電壓恒為Ed/2,電感迅速飽和,輸出為Ed/2的直流電壓,電感電流超出限流值,導致保護動作。若故障時電感電流方向為負現象基本同上,下管Q2 短路情況類似。但通常情況下輸入保險F會炸毀,逆變無輸出

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      (2) 開關器件開路。開關管開路也能外部負載過載短路沖擊原因引起,也可能因驅動通道故障而器件上沒有得到驅動所致。假設模塊運行時MOS 管T1出現開路時電感電流方向為正,則為維持電感電流不變,不管故障發生時D2 為何種狀態都立即通過電流,因T1管再也無法導通,D2管將電感電流續流到零。直到當電感電流反向時T2導通,電感電流增加,T2截至,電感電流通過D1續流。因開關頻率較高,故故障發生至電感電流反相增加,其大小基本為零。電感電流反相時T2與D1輪流導通,電感電流恢復正常;若MOS 管T1出現開路時電感電流方向為負,因此時T2與D1輪流導通,不影響輸出及電感電流。直到電感電流反相輪到T1工作時T1無法導通,其電感電流表現情況同上面相似。下管故障的情況也類似。

      以上是開路MOS 管反并聯的二極管未損壞的狀況,下面分析T1與D1全部同時開

      路的情況若故障發生在T1 和D2 輪流導通時,因T1 無法再導通,D1 迅速將電流續流到零。這時當T2 導通,電感電流反向從零增大,一旦T2驅動變低時,因D1開路,電感電流無續流回路,電感上電壓急劇增加,擊穿Q2 泄放能量。若Q2 被擊穿成短路,則半橋一個均壓電容電壓直接加在輸出濾波器上,電感迅速飽和,輸出為Ed/2 的直流電壓,電感電流超出限流值,導致保護動作。若Q2 被擊穿成開路則上下管均完全開路, 以后因無輸入能量故一直保持為零不變; 若故障發生在T2和D1輪流導通時,故障瞬間電感電流無續流通路電感上產生巨大反壓擊穿Q2管,Q2管被擊穿成開路與短路的情況與上面相同。下管Q2 開路故障情況與上類似。由以上分析可見,開路時外在表現就是可能導致電感電流有半個周波或整個周波為零,還有可能導致輸出電感飽和,電感電流達到限流值而保護關機。

      2.2旁路故障

      旁路故障可能為旁路可控硅過溫或者可控硅損壞使得旁路輸出電壓異常。通常是逆變過載轉旁路后負載功率仍然很大導致的,繼而可能損壞旁路雙向可控硅導致輸出的異常。旁路驅動電路失效也會使旁路輸出異常。


      3結語

      由上述故障分析可以知道,山特UPS電源故障的原因是多方面的,每一種不穩定因素均可以導致一連串的連鎖反映,只針對此UPS 故障的主要原因還是元器件由于使用年限超長,元件老化,使得性能和穩定性大幅下降,同時由于市電電壓、等各種因素的影響,導致整流部分一晶閘管被擊穿,失去整流作用,并使整流輸出中疊加交流分量,導致電容失效,濾波性能降低,存在交流分量,與IGBT逆變管的驅動信號耦合,造成逆變管導通時間加長,輸出能量升高,反向電動勢升高,使得電容爆炸和逆變部分損壞, 當系統檢測到整流橋臂短路,逆變部分沒有輸出時,切換到靜態旁路,由于此時頻率、相位、幅度不同步,這就會在交流旁路電源和逆變器輸出間形成“環流”,環流的發生就相當于在兩種電源間產生局部短路,這也就是為什么旁路接觸器K2 觸點粘連的原因,由于有短路故障,旁路電源開關脫扣跳閘,最終使得UPS沒有輸出。


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      公司名稱:山特UPS電源(深圳)銷售有限公司 技術支持:山特電源[山特電源] 備案號:15011598  
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