電廠給粉機(jī)變頻器改造方案—確保電網(wǎng)瞬時(shí)低電壓時(shí)系統(tǒng)正常工作
一、電廠目前存在的問(wèn)題
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,變頻器以其調(diào)速精確、使用簡(jiǎn)單、保護(hù)功能齊全等優(yōu)點(diǎn)逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的調(diào)速控制裝置而得到廣泛應(yīng)用;但由于國(guó)內(nèi)某些工廠的電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定，導(dǎo)致變頻器在使用中產(chǎn)生了新的問(wèn)題—變頻器低壓跳閘。低電壓通常都是短時(shí)的,對(duì)傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)影響較小，而對(duì)變頻器則會(huì)產(chǎn)生低壓跳閘導(dǎo)致電機(jī)停止，影響生產(chǎn)。特別是電廠內(nèi)部控制給粉機(jī)的變頻器低電壓跳閘，對(duì)電廠影響尤為嚴(yán)重。
電廠控制給粉機(jī)的變頻器在遇到廠用電電壓瞬時(shí)低于變頻器的低電壓保護(hù)整定值(根據(jù)變頻器的型號(hào)不同該值也不同)時(shí)變頻器的低壓保護(hù)會(huì)動(dòng)作，并同時(shí)會(huì)給FSSS(鍋爐安全監(jiān)控系統(tǒng))發(fā)出停止信號(hào)，這樣會(huì)導(dǎo)致FSSS直接停爐。而廠用電和給粉機(jī)母線的低電壓保護(hù)整定值通常低于該值，線路中的其它設(shè)備還在正常工作，給粉機(jī)變頻器跳閘，迫使FSSS停爐，給電廠帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)損失，也是目前電廠面臨的比較大的問(wèn)題，只有很好的解決該問(wèn)題才能保證電廠安全、可靠、高效的正常運(yùn)行。
解決該問(wèn)題的關(guān)鍵就是如何使變頻器在瞬時(shí)低電壓（該電壓值的大小取決于廠用電和給粉機(jī)母線的低電壓的保護(hù)整定值）時(shí)還能正常工作。我們這次改造方案就是結(jié)合變頻器的工作原理，利用瞬時(shí)直流供電原理，確保在電網(wǎng)瞬時(shí)低電壓時(shí)變頻器還能正常工作。
我們根據(jù)電廠的實(shí)際情況，采用直流支撐技術(shù)(在變頻器直流側(cè)加不間斷直流電源提高變頻器的低電壓跨越能力)來(lái)解決目前電廠面臨的問(wèn)題。采用此技術(shù)可確保：
(1)、廠用交流電源瞬時(shí)低電壓時(shí)變頻器還能正常工作。
(2)、在備自投切換過(guò)程中確保變頻器正常工作。
二、研究開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新內(nèi)容、技術(shù)路線、技術(shù)指標(biāo)及技術(shù)關(guān)鍵:
變頻器是由整流器和逆變器兩部分組成。通過(guò)對(duì)變頻器的研究，變頻器低電壓指其中間直流回路低電壓(即逆變器輸入電壓過(guò)低)。一般的變頻器都具有過(guò)壓、失壓和瞬間停電的保護(hù)功能。變頻器的逆變器件為GTR時(shí)，一旦失壓或停電，控制電路將停止向驅(qū)動(dòng)電路輸出信號(hào)，使驅(qū)動(dòng)電路和GTR全部停止工作，電動(dòng)機(jī)將處于自由制動(dòng)狀態(tài)。逆變器件為IGBT時(shí)，在失壓或停電后，將允許變頻器繼續(xù)工作一個(gè)短時(shí)間td，若失壓或停電時(shí)間to＜td，變頻器將平穩(wěn)過(guò)度運(yùn)行；若失壓或停電時(shí)間to＞td ，變頻器自我保護(hù)停止運(yùn)行。一般td都在15～25ms,只要電源“晃電”較為強(qiáng)烈，to都在幾秒鐘以上，變頻器自我保護(hù)停止運(yùn)行，使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。
從電壓跌落到變頻器恢復(fù)正常運(yùn)行，時(shí)間至少幾十秒鐘，此過(guò)程中FSSS會(huì)發(fā)出停爐信號(hào)，嚴(yán)重影響電廠的正常運(yùn)行,針對(duì)該問(wèn)題我們采用直流支撐技術(shù)，通過(guò)整流裝置、蓄電池組和各直流回路，對(duì)各變頻器的直流母線供電，并通過(guò)PT傳感器、開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)采集等輸入PLC，編程控制各直流回路的開(kāi)合、靜態(tài)開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通等，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生晃電甚至停電時(shí)，保障變頻器連續(xù)、穩(wěn)定、安全運(yùn)行一定的時(shí)間，從而大幅度減少電網(wǎng)電壓波動(dòng)對(duì)變頻器產(chǎn)生的影響，進(jìn)而保障整個(gè)機(jī)爐安全度過(guò)晃電期。
(一)、DC-BANK系統(tǒng)的原理
VVVF: 變頻器，由AC/DC整流器、DC/AC逆變器等組成
DC-BANK: 由電池組、充電器、靜態(tài)開(kāi)關(guān)、控制器等組成
SS: 靜態(tài)開(kāi)關(guān)
M: 電動(dòng)機(jī)
(二)、性能特點(diǎn)
結(jié)構(gòu)合理可靠
用DC-BANK系統(tǒng)直接向VVVF提供直流電源。和傳統(tǒng)的UPS相比，減少了AC/DC、DC/AC 兩次變換，硬件費(fèi)用減少，可靠性提高。
常規(guī)UPS整流充電器與變頻器處于串聯(lián)狀態(tài)，既要對(duì)電池充電，還須向逆變器提供額定直流功率，而DC-BANK充電器處于并聯(lián)狀態(tài)，平時(shí)只對(duì)電池浮充電，成本低，可靠性高。 DC-BANK系統(tǒng)不影響原來(lái)設(shè)備的全部工作狀態(tài)。
電動(dòng)機(jī)享有VVVF的軟啟動(dòng)、調(diào)速等功能，并具備短路、接地故障和過(guò)載等保護(hù)特性。 充電器具有穩(wěn)壓、限流功能。
DC-BANK系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)可以記錄、儲(chǔ)存和顯示。
采用方便檢修維護(hù)的模塊化結(jié)構(gòu)，并聯(lián)使用。系統(tǒng)各回路完全獨(dú)立，檢修某回路VVVF及其控制保護(hù)電路等，不影響其他回路工作。
系統(tǒng)相關(guān)部件采用IGBT逆變功率器件和微處理器控制。
靜態(tài)開(kāi)關(guān)采用在線跟蹤和電壓自動(dòng)監(jiān)控，保證主電源電壓波動(dòng)和失電時(shí)，系統(tǒng)瞬時(shí)切換到電池供電,變頻器的輸出頻率沒(méi)有變化。
(三)、主要試驗(yàn)設(shè)備介紹
1、 蓄電池
1) 蓄電池采用免維護(hù)閥控式全密封鉛酸電池。
2) 蓄電池的使用壽命為7~12年。
2、整流器
整流器的功率逆變管采用進(jìn)口快速IGBT，其余元件采用進(jìn)口工業(yè)等級(jí)器件，生產(chǎn)工藝嚴(yán)格完整，保證機(jī)器的可靠性和穩(wěn)定性。輸出電壓和電流均可連續(xù)調(diào)節(jié)。具有強(qiáng)大的保護(hù)功能(輸入過(guò)流、過(guò)壓、欠壓保護(hù)；輸出短路，過(guò)流，過(guò)壓保護(hù)；整機(jī)過(guò)熱保護(hù))。
3、靜態(tài)開(kāi)關(guān)
靜態(tài)開(kāi)關(guān)采用大功率器件組成直流電子開(kāi)關(guān)。當(dāng)電網(wǎng)供電正常時(shí)，開(kāi)關(guān)處于關(guān)斷狀態(tài)，切斷電池組與變頻器的通路，防止電池組在浮充電或均充電時(shí)，因端電壓高于交流進(jìn)線經(jīng)整流后輸出的直流電壓引起頻繁放電；當(dāng)交流電源低于變頻器低壓保護(hù)值時(shí)(以變頻器的品牌而定)，監(jiān)控系統(tǒng)觸發(fā)直流電子開(kāi)關(guān)瞬間導(dǎo)通，可以做到變頻器由交流供電和由電池組供電的瞬時(shí)轉(zhuǎn)換。
靜態(tài)開(kāi)關(guān)工作條件
截止條件：變頻器沒(méi)有運(yùn)行或變頻器運(yùn)行且市電正常。
導(dǎo)通條件：變頻器運(yùn)行且市電晃電或停電(備自投切換時(shí))。
4、智能控制系統(tǒng)
根據(jù)需要用一臺(tái)或多臺(tái)西門(mén)子S7-200可編程控制器和HMI(觸摸屏)組成帶有人機(jī)操作界面的監(jiān)控系統(tǒng)，其功能為：充電模塊輸出電壓設(shè)定，充電電流限值設(shè)定，本系統(tǒng)的起停操作，運(yùn)行參數(shù)顯示，變頻器工作狀態(tài)顯示，故障報(bào)警存儲(chǔ)以及按需要和上位機(jī)通訊實(shí)現(xiàn)四遙功能。
系統(tǒng)監(jiān)控由系統(tǒng)控制器、切換控制器、電池檢測(cè)器及分路檢測(cè)器等主要部件組成，各部件均有單片機(jī)進(jìn)行控制，監(jiān)控系統(tǒng)是通過(guò)RS485進(jìn)行數(shù)字化連接以完成系統(tǒng)的通信與控制。各部件主要功能如下：
1) 系統(tǒng)控制器：實(shí)現(xiàn)人機(jī)交流、系統(tǒng)參數(shù)顯示、系統(tǒng)指示、系統(tǒng)設(shè)置、歷史事件的存儲(chǔ)及遠(yuǎn)程通信等功能。
2) 切換控制器：負(fù)責(zé)系統(tǒng)各路電壓及市電的監(jiān)測(cè)以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全可靠快速的切換。
3) 電池檢測(cè)器：負(fù)責(zé)電池自動(dòng)化管理和及監(jiān)測(cè)。
4) 分路檢測(cè)器：負(fù)責(zé)輸出各分路的負(fù)載狀況(正常、開(kāi)路、短路、未裝等)的檢測(cè)。
5、安全保護(hù)
此系統(tǒng)都是安裝在配電柜內(nèi)的。配電柜符合IP20要求，由能承受一定機(jī)械應(yīng)力、電氣應(yīng)力及熱應(yīng)力材料構(gòu)成。
(四)、本系統(tǒng)的工作模式
本系統(tǒng)有三種工作模式：
1)、正常工作模式：由電網(wǎng)通過(guò)具有雙變換及軟起動(dòng)功能的VVVF驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，充電器對(duì)電池浮充電。
2)、斷電工作模式：靜態(tài)開(kāi)關(guān)開(kāi)通，電池通過(guò)VVVF驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)；電網(wǎng)恢復(fù)，系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)正常工作。轉(zhuǎn)換過(guò)程不斷電。
3)、檢修工作模式：每個(gè)回路相對(duì)獨(dú)立，n臺(tái)PLC分路獨(dú)立管理n臺(tái)VVVF，并對(duì)直流系統(tǒng)監(jiān)控。
在工作現(xiàn)場(chǎng)通常都是電機(jī)群，我們只需設(shè)計(jì)一套系統(tǒng)就可以解決問(wèn)題。
多臺(tái)電機(jī)工作模式：
M1，M2，M3同時(shí)設(shè)計(jì)于同一控制系統(tǒng)中為低壓電機(jī)群的工作模式；
檢修模式：
VVVF1檢修，VVVF2和VVVF3處于工作模式，直流由SS和直流熔斷器等隔離。
三、現(xiàn)有的設(shè)備和實(shí)驗(yàn)條件
電廠提供的現(xiàn)場(chǎng)條件：
爐4臺(tái)，每臺(tái)爐有2.2KW給煤粉機(jī) 8臺(tái)，總計(jì)：
電動(dòng)機(jī)總數(shù)：32臺(tái)；
電動(dòng)機(jī)總功率70.4KW；
變頻器均為三菱品牌（型號(hào)為：FR-E540-3 7K-CH 3.7KW）
電廠提供的現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件：
一路380V/60A 3P+N+PE電源.
被保護(hù)變頻器的狀態(tài)干節(jié)點(diǎn)給DC-BANK.
被保護(hù)變頻器電源狀態(tài)的PT取信號(hào)電源。
排粉機(jī)信號(hào)
被保護(hù)變頻器二次接線圖。
有關(guān)的工程設(shè)計(jì)條件。包括被保護(hù)變頻器盤(pán)內(nèi)布置圖。
四、配置DC—BANK系統(tǒng)的主要內(nèi)容：
(一)系統(tǒng)組成
1、 設(shè)備基本參數(shù):
—DC-BANK輸出功率70.4KW。
—直流輸出回路32路，支持32臺(tái)變頻器。
—電池放電時(shí)間：70.4KW ≥2分鐘。
2、設(shè)備基本組成及柜體安排
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況擬一個(gè)DC-BANK系統(tǒng)，其中：整流器柜 一臺(tái)
直流控制柜 四臺(tái)
蓄電池柜 一臺(tái)
因?yàn)檎仔铍姵刂亓吭?.7噸左右，蓄電池固定及連接方法應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況決定，采用電池柜還是電池架。
柜體具體安排：
—ZL柜；冗余高頻DC 530V/10A 2臺(tái)充電器、含有HMI屏的系統(tǒng)測(cè)控。AC/DC 24V、 DC/DC 24V構(gòu)成冗余的控制電源、系統(tǒng)變壓器、保護(hù)單元。
---32條支撐回路 每一條支撐回路中，含有靜態(tài)開(kāi)關(guān)、直流接觸器、直流熔斷器、直流隔離模塊，光電檢測(cè)繼電器、PLC等 —蓄電池組：共有一組HZS12V-200AH/ 39節(jié)電池組成，分別由法國(guó)施耐德公司生產(chǎn)的630A/1200V直流空氣開(kāi)關(guān)分合并作短路保護(hù)，支撐被保護(hù)系統(tǒng)滿載時(shí)≥10 MIN的后備保護(hù)。
各柜有自己獨(dú)立的PLC系統(tǒng)，與HMI采用串行通訊的方法傳遞數(shù)據(jù)。
--柜體安排：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)有的施工條件。
具體現(xiàn)場(chǎng)的情況目前不了解，因此柜體的安排可有二種方法：
1)、將系統(tǒng)的全部柜體集中定位在四臺(tái)發(fā)電機(jī)組中相對(duì)最中心的位置的那臺(tái)機(jī)組的控制室中，支撐系統(tǒng)分別與每一個(gè)變頻器連接。
2)、將四臺(tái)發(fā)電機(jī)組分成二組，主控制柜與其他三臺(tái)控制柜之間用50平方毫米的電纜輸送直流電壓，然后再由直流柜分別對(duì)其處理的變頻器進(jìn)行直流支撐。
3．方案的最終確定實(shí)施時(shí)：
我們會(huì)提供：
電廠系統(tǒng)就位的平面布置圖。
設(shè)備基礎(chǔ)安裝圖。
電氣條件圖、設(shè)備荷重圖各一份，可用電子版發(fā)送。
(二)、執(zhí)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范
GB17478-1998 低壓直流電源設(shè)備的輸出性能特性和安全要求
JB/T8948-1999 電控設(shè)備用低壓直流電源 B4208-1993 外殼保護(hù)等級(jí)（IP代碼）
GB4026-1992 設(shè)備接線端子和規(guī)定電線端鑒別標(biāo)志以及、文字和數(shù)字系統(tǒng)一般應(yīng)用原則
GB50150-91 電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)
GB50168-92 電氣裝置安裝工程電氣電纜線路施工及驗(yàn)收
GB50172-92 電氣裝置安裝工程蓄電池施工及驗(yàn)收規(guī)范
GB50254-92 電氣裝置安裝工程低壓電器施工及驗(yàn)收
GB50171-92 電氣裝置安裝工程盤(pán)、柜及二次回路結(jié)線施工及驗(yàn)收規(guī)范
(三)、系統(tǒng)的環(huán)境要求：
使用場(chǎng)所：戶內(nèi)
使用環(huán)境：無(wú)爆炸性氣體及粉塵
環(huán)境溫度：-10℃ — +40℃；電池室5℃--30℃
相對(duì)濕度：90%未結(jié)露
海拔高度：1000米以下
(四)、系統(tǒng)指標(biāo)：
1、 輸入電壓：380 + 10%VAC，3P+N+PE 頻率：50HZ + 1%。
2、 結(jié)構(gòu)要求
1） 每組直流電源柜為落地安裝式，防護(hù)等級(jí)：IP20
2） 進(jìn)出線方式：下進(jìn)下出線或按現(xiàn)場(chǎng)要求。
3）電控柜尺寸： 800×600× 2200 （W×D×H）
電池柜尺寸： 1320×600×2200 （W×D×H）
上述電氣柜外形尺寸(包括是否前后開(kāi)門(mén))根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求。
4） 整流器柜體頂部加裝2個(gè)風(fēng)扇，下側(cè)設(shè)有帶濾網(wǎng)的進(jìn)風(fēng)口。
5） 每個(gè)柜均有銘牌，標(biāo)明其功能。
3、功能要求
1） 當(dāng)變頻器交流進(jìn)線電源故障（失壓或短時(shí)停電）時(shí)，變頻器在該系統(tǒng)保護(hù)下，在設(shè)計(jì)時(shí)間內(nèi)連續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
2） DC-BANK系統(tǒng)在線工作，變頻器供電電源由交流三相380V轉(zhuǎn)至直流530V供電時(shí)無(wú)間斷。
3） 電池組的備用時(shí)間根據(jù)設(shè)計(jì)，不少于10分鐘(暫定)。
4） 在電池組放電過(guò)程中,若三相電源恢復(fù)正常,則變頻器供電自動(dòng)切換至三相380V交流電源。
5） 進(jìn)線電源停電超過(guò)3秒鐘（暫定），應(yīng)自動(dòng)分?jǐn)嘀绷鹘佑|器，變頻器停止工作。
6） 具備系統(tǒng)自診斷及故障顯示功能。
7） 為延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命,充電系統(tǒng)具備“均充”與“浮充”功能，且能自動(dòng)轉(zhuǎn)換。均充電壓應(yīng)達(dá)到560V，浮充電壓應(yīng)達(dá)到530V(HMI可調(diào))。在正常操作期間，電池應(yīng)處于浮充狀態(tài)。
8） 電池組具備以下功能：
定時(shí)均充：即在每隔1-3個(gè)月（HMI可設(shè)定）自動(dòng)均充一次。
欠壓均充：即電池放電至欠壓時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行均充（交流正常時(shí)）
9） 具備各種工作狀態(tài)指示燈。
4、主要元器件選用說(shuō)明
為了保證該系統(tǒng)安全、可靠的運(yùn)行，我們通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)和反復(fù)研究決定了元器件的型號(hào)。
1) 電池組：使用中美合資海志蓄電池有限公司系列全密封免維護(hù)鉛酸蓄電池，七年設(shè)計(jì)壽命。
2）直流斷路器、接觸器、繼電器、熔絲、按鈕、指示燈等
A、電池輸出開(kāi)關(guān)選用梅蘭日蘭空開(kāi) 3極串聯(lián)，提高分?jǐn)嗄芰Γ瑤岽琶摽郏贁嗳萘?Ie。
B、直流熔斷保險(xiǎn)采用法國(guó)Ferraz產(chǎn)品。速熔保險(xiǎn)有熔斷指示，所有速熔保險(xiǎn)整體結(jié)構(gòu)適合帶電操作。
C、接線端子。采用Weidmuller產(chǎn)品。
D、直流接觸器用國(guó)產(chǎn)西星，繼電器為歐姆龍產(chǎn)品。
E、靜態(tài)開(kāi)關(guān)模塊采用鞍山泰利德公司產(chǎn)品。
F、控制PLC選用西門(mén)子S7-200系列產(chǎn)品
G、控制柜選用國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)電控柜。
H、電池柜選用上海飛立電器廠產(chǎn)品。
I、采用5.7″觸摸屏，用以完成系統(tǒng)的運(yùn)行控制。以報(bào)表和數(shù)據(jù)形式顯示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、報(bào)警記錄等，并可即時(shí)修改設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)。在觸摸屏上存貯每次晃電時(shí)間，記錄時(shí)間精確到秒。最少存貯最近的100次晃電時(shí)間。
J、DC24V控制電源: 1路DC//DC模塊，選用廣東合資廠產(chǎn)品，輸入電源取自直流母線。另一路選用380V/18.5V變壓器及進(jìn)口橋堆。其輸入電源取自380V AC。2路DC24V由二極管隔離后并接輸出。正常使用整流器回路的供電。
K、充電機(jī)：選用廣東中聯(lián)電子有限公司產(chǎn)品。輸入電壓為380VAC±15%，輸出(浮充電壓值):530V，480V-560V可調(diào)，輸出電流15A,三組冗余并聯(lián)，充電器紋波電壓值﹤±2%。 L、導(dǎo)線：一次接線采用適合相應(yīng)電流電壓等級(jí)的銅芯導(dǎo)線或銅排。單元內(nèi)的二次接線采用最小截面為：電流回路2.5mm2, 電壓回路1.5mm2。所有端子連接片為壓緊型，所有端子適宜鏟形連接片的連接，線路兩端都要帶永久線標(biāo)。所有柜內(nèi)端子接線滿足外部電力電纜終端和控制電纜接線端子的要求。
M、指示燈、按鈕采用上海二工電器廠產(chǎn)品。 N、直流配電所用元件及控制柜均符合所用場(chǎng)合的電壓、電流要求。所有斷路器均應(yīng)有過(guò)負(fù)荷熱保護(hù)并有合適的電流定值，且所有斷路器在出廠前按定值進(jìn)行校驗(yàn)。配電柜側(cè)應(yīng)考慮所有屏蔽電纜的接地。
五、控制邏輯說(shuō)明：
邏輯控制說(shuō)明
1． 變頻器啟動(dòng)；停止控制邏輯
根據(jù)變頻器的原理，變頻器在交流供電或直流供電正常情況下在接受到啟動(dòng)接點(diǎn)指令后，即可投入運(yùn)行。在變頻器正常運(yùn)行后有一反映變頻器運(yùn)行狀態(tài)的接點(diǎn)信號(hào)閉合。變頻器運(yùn)行調(diào)速指令由DCS 或PLC 送來(lái)的4－20mA 模擬信號(hào)實(shí)現(xiàn)。
2．直流支撐系統(tǒng)與變頻器的邏輯配合
（1）直流支撐系統(tǒng)的組成
a. 直流電源 b. 回路保護(hù)開(kāi)關(guān) c. 回路靜態(tài)開(kāi)關(guān) d. 回路直流接觸器 e. 控制PLC f. 母線電壓監(jiān)測(cè)繼電器
（2）該系統(tǒng)的PLC 控制邏輯
a. 控制PLC 輸入邏輯條件有：變頻器運(yùn)行狀態(tài)接點(diǎn)信號(hào)，母線電壓監(jiān)測(cè)信號(hào)。要求加FSSS保護(hù)動(dòng)作信號(hào),排粉機(jī)的的工作狀態(tài)信號(hào)。
b. 控制PLC 輸出邏輯條件有：變頻器、排粉機(jī)運(yùn)行正常且FSSS未給出保護(hù)動(dòng)作信號(hào)時(shí),直流接觸器合上,直流支撐系統(tǒng)處于熱備用狀態(tài),否則直流接觸器斷開(kāi)，直流支撐系統(tǒng)處于冷備用。變頻器、排粉機(jī)運(yùn)行正常時(shí)，母線電壓<350VAC(可調(diào)節(jié))且FSSS未給出保護(hù)動(dòng)作信號(hào)時(shí),PLC向靜態(tài)開(kāi)關(guān)送出24VDC控制電壓,靜態(tài)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通；母線電壓恢復(fù)且FSSS未給出保護(hù)動(dòng)作信號(hào)時(shí)，PLC撤出靜態(tài)開(kāi)關(guān)閉鎖指令。
c. 母線電壓正常條件下直流支撐系統(tǒng)投入過(guò)程
變頻器電源端送入正常電壓，變頻器受電，內(nèi)部CPU 準(zhǔn)備運(yùn)行；控制設(shè)備，DCS 或PLC 或控制繼電器送來(lái)啟動(dòng)運(yùn)行指令。電機(jī)按模擬控制4－20mA 電流決定變頻器拖動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速；等到系統(tǒng)正常運(yùn)行后變頻器狀態(tài)接點(diǎn)閉合。
直流支撐系統(tǒng)控制PLC 接受到變頻器運(yùn)行狀態(tài)指令后，向直流接觸器 MF 發(fā)出合閘指令，如果該回路的空開(kāi)QF 合閘，這時(shí)該回路在熱備份狀態(tài)。本次操作結(jié)束。
d. 變頻器電源失電，PLC 及靜態(tài)開(kāi)關(guān)都測(cè)到變頻器失電信息。
1） PLC 測(cè)到了母線電壓＜350VAC 信號(hào)而發(fā)出靜態(tài)開(kāi)關(guān)合閘指令。
2） 靜態(tài)開(kāi)關(guān)測(cè)到變頻器直流母線電壓＜460VAC 而快速導(dǎo)通。
變頻器電力迅速由母線供電轉(zhuǎn)入直流支撐系統(tǒng)供電。變頻器保持連續(xù)不間斷運(yùn)行。
e. 變頻器電源供電恢復(fù)時(shí)其直流環(huán)節(jié)的電壓應(yīng)立刻上升；母線電壓恢復(fù)使得PLC 重新得到電壓正常信號(hào)而撤出靜態(tài)開(kāi)關(guān)閉鎖指令。當(dāng)變頻器直流母線電壓>直流支撐系統(tǒng)母線電壓，并且PLC撤出閉鎖指令后靜態(tài)開(kāi)關(guān)立即關(guān)閉。電機(jī)在這一過(guò)程中仍然保持不間斷運(yùn)行。在充電器作用下對(duì)放過(guò)電的電池組補(bǔ)充電。
f. 母線電壓連續(xù)在85％上下波動(dòng)。母線電壓一旦 85％）直流支撐系統(tǒng)即自動(dòng)投入,由蓄電池直接向變頻器的直流母線供電。母線恢復(fù)正常值后PLC 延時(shí)2s 才撤出靜態(tài)開(kāi)關(guān)閉鎖信號(hào)。
g. 根據(jù)用戶工藝條件，在蓄電池供電數(shù)秒鐘后PLC自行切斷直流接觸器，具體延時(shí)多長(zhǎng)時(shí)間可在調(diào)試時(shí)確定。
五． 系統(tǒng)安全性
1）DC-BANK 系統(tǒng)與變頻器組成的電機(jī)不停電系統(tǒng)具有十分高的系統(tǒng)安全性。DC-BANK 與變頻器是分布式結(jié)構(gòu)，變頻器應(yīng)用DC-BANK 后完全不影響原有的使用方式及性能，在市電正常時(shí)DC-BANK 僅作為后備電源。這時(shí)候的DC-BANK 退出，投入不會(huì)對(duì)原變頻器產(chǎn)生任何影響。
2）DC-BANK 與變頻器之間有十分可靠的隔離保護(hù)設(shè)計(jì)，當(dāng)一臺(tái)變頻器出現(xiàn)故障，不會(huì)影響其它變頻器正常運(yùn)行。
3）在檢測(cè)維修時(shí)，每回路DC-BANK 均可單獨(dú)與母線分離，以便于維修。
4）DC-BANK 上有備保護(hù)變頻器市電晃電、失電、充電壓實(shí)時(shí)紀(jì)錄，運(yùn)行工程師可在事后在HMI 上查詢紀(jì)錄精度在秒。
六、DC-BANK的安裝：
1、設(shè)備安裝時(shí)要充分考慮安裝位置，包括柜外、柜間接線。
2、電廠要負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)協(xié)調(diào)組織工作，并為電廠工程人員工作提供方便。
3、對(duì)電廠提供的現(xiàn)場(chǎng)條件，在安裝二周前進(jìn)行實(shí)地考察協(xié)調(diào)并與電廠共同制定工程計(jì)劃。
4、電廠需提供所有的系統(tǒng)內(nèi)柜間電纜。電廠承擔(dān)DC-BANK系統(tǒng)到被保護(hù)變頻器的電纜。
七、該項(xiàng)目實(shí)施的最終結(jié)果
在電機(jī)規(guī)定的負(fù)荷下做2次斷電試驗(yàn)，間隔24小時(shí)，支持時(shí)間均應(yīng)為3秒鐘(暫定)。
在變頻器工作正常的情況下，切斷三相交流輸入電源，系統(tǒng)自動(dòng)切換成直流供電，保證受保護(hù)的變頻器及電機(jī)不間斷運(yùn)行在電廠要求的時(shí)間內(nèi)。其中，變頻器顯示的頻率保持恒定，沒(méi)有任何變化。然后送上三相交流電源，受保護(hù)的變頻器及電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行于交流電源工作狀態(tài)，充電器給蓄電池充電，完成一次電源失電切換過(guò)程。觸摸屏顯示并記錄停電及恢復(fù)供電的時(shí)刻。
八、市場(chǎng)和需求，技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析及效益預(yù)測(cè)、社會(huì)效益預(yù)測(cè)
直接經(jīng)濟(jì)效益
電廠發(fā)生一次變頻器跳閘事件會(huì)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失和危險(xiǎn)。少則上百萬(wàn)，多則上億，這樣對(duì)電廠的正常運(yùn)行產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)影響。采用DC-BANK系統(tǒng)后徹底消除因供電故障引起的電機(jī)跳閘事故，保障電機(jī)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，挽回了大量由于電網(wǎng)晃電造成的經(jīng)濟(jì)損失，更重要的是投資成本相對(duì)較低。
社會(huì)效益
根據(jù)調(diào)查表明，在供電穩(wěn)定性和可靠性要求非常高的企業(yè)(例如：石油化工，鋼鐵，化纖)中，關(guān)鍵設(shè)備中電動(dòng)機(jī)(如泵類，攪拌機(jī)，風(fēng)機(jī))，運(yùn)行中常常由于電氣控制系統(tǒng)發(fā)生故障而突然停機(jī)，引起連續(xù)生產(chǎn)中斷、堵料、設(shè)備溫度急劇升高、工作壓力失控、有毒氣體外泄、主設(shè)備損壞，甚至造成整個(gè)生產(chǎn)線非計(jì)劃停車，DC-BANK系統(tǒng)可以很好解決這些問(wèn)題，保障電機(jī)連續(xù)、安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，能為用戶挽回巨大的經(jīng)濟(jì)損失。這一研究思想是全新的，成果具有明顯的創(chuàng)新性和實(shí)用性，在國(guó)內(nèi)外均處領(lǐng)先地位，并具有非常廣闊的推廣應(yīng)用前景。
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