鑒曙光,管　啟,王新娣,鞠福道,張樂剛（萊鋼集團能源動力廠電氣車間,山東　萊蕪　271104）

逆變電源裝置技術(shù)改造

鑒曙光,管啟,王新娣,鞠福道,張樂剛
（萊鋼集團能源動力廠電氣車間,山東萊蕪271104）

摘要：萊鋼能源動力廠風(fēng)機、發(fā)電機、鍋爐等主體設(shè)備的儀控系統(tǒng)全部由逆變電源裝置進行供電，這種配置是在普通交流供電的基礎(chǔ)上，引入直流供電的模式。當(dāng)交流輸入出現(xiàn)故障后，自動切換成直流輸入，由直流屏中的電池供電，直流電經(jīng)逆變后變成交流電，供給儀控系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：直流供電;逆變模式;雙冗余

近幾年，能源動力廠因UΡS電源故障造成幾次停電事故，帶來較大生產(chǎn)損失，此項目就是全面提高儀控系統(tǒng)供電可靠性，為萊鋼生產(chǎn)的穩(wěn)定順行提供保障。直流供電的模式原理如圖1所示：

1　原因分析

1.1逆變模塊切換不靈敏

廠內(nèi)電力系統(tǒng)中存在自備發(fā)電機，在外部電網(wǎng)停電的情況下，發(fā)電機接電網(wǎng)停電指令，進入孤立網(wǎng)狀態(tài)。此時系統(tǒng)電壓不會立即消失，而是緩慢下降，最終下降到300v左右。由于系統(tǒng)電壓下降時變化速度緩慢，逆變裝置中的檢測單元無法準確判斷電源已經(jīng)消失，沒有發(fā)出由交流到直流的切換信號，導(dǎo)致直流回路中的可控硅不能導(dǎo)通。

為驗證上述分析結(jié)論，我們將三相調(diào)壓器放在逆變裝置的進線電源處進行調(diào)節(jié)電壓，按照不同下降速率，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)電壓從400v下降到300v左右時，結(jié)論如下表所示。由此判斷，發(fā)電機孤網(wǎng)運行的狀態(tài)是導(dǎo)致逆變電源裝置不能準確切換的主要原因。

1.2旁路供電電源不可靠

如圖1所示，當(dāng)市電側(cè)的電網(wǎng)電源中斷，逆變電源裝置會切換到直流供電模式，若此時出現(xiàn)交直流切換不成功或直流供電單元出現(xiàn)問題時，逆變裝置會自動切換到旁路供電模式。此時由于市電側(cè)電網(wǎng)電壓消失，旁路側(cè)的電網(wǎng)電壓必然會產(chǎn)生波動，而且在旁路中沒有濾波穩(wěn)壓裝置，在供電電源中存在諧波，極易造成靜態(tài)切換開關(guān)內(nèi)部元器件損壞，最終導(dǎo)致切換無法實現(xiàn)，電源中斷。由此判斷逆變裝置中旁路電源供電的不穩(wěn)定性也是造成儀控系統(tǒng)失電的主要原因。

2　制定對策

2.1優(yōu)化逆變模塊

根據(jù)廠家圖紙，發(fā)現(xiàn)采樣電路里的一組電容放電緩慢，從而導(dǎo)致采樣電壓嚴重滯后，切換直流不及時，進而會使開關(guān)柜失電。分析之后發(fā)現(xiàn)是該電容值太大，與標稱值不符。將逆變電源柜的逆變模塊打開，按如圖接法對逆變柜進行手工焊接，將R6電阻和R11電阻短接。從逆變裝置本身入手，克服了了由于廠內(nèi)部電網(wǎng)的特殊性，造成儀控系統(tǒng)斷電的問題（圖2）。

2.2采用雙冗余供電模式

針對旁路側(cè)電壓波動，造成靜態(tài)切換開關(guān)損壞的現(xiàn)象。經(jīng)分析，對旁路側(cè)進線電源進行改進，引入2#UΡS裝置的輸出，作為1#UΡS裝置的旁路進線電源；同時引入1#UΡS裝置的輸出，作為2#UΡS裝置的旁路進線電源。兩臺UΡS裝置等容量，并聯(lián)運行，在正常情況下，兩臺UΡS裝置相互跟蹤，保持同步，各自帶自己的負載，實現(xiàn)兩臺逆變電源柜的雙冗余。一旦一臺UΡS故障，切換到旁路運行時，實際是另一臺UΡS實現(xiàn)供電。由于相鄰側(cè)逆變電源裝置的輸出電源經(jīng)過整流、逆變、濾波后，電壓輸出穩(wěn)定，不會因外部電網(wǎng)問題出現(xiàn)波動。因此對靜態(tài)切換開關(guān)內(nèi)部元器件不會造成沖擊，保證了旁路供電電源的可靠性。

圖2

具體如圖3所示。

圖3

3　效果評價

改造后，逆變電源裝置的故障率明顯降低，保證了儀控系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。避免了鍋爐、風(fēng)機、發(fā)電機等重要設(shè)備停機的事故發(fā)生。以發(fā)電機為例，每年因逆變電源裝置不完善造成的發(fā)電機故障停機為2次，每次檢修5個小時。

1#2#發(fā)電機12000kWH×5×2×0.55=66000（元）

3#發(fā)電機：30000kWH×5×0.55=82500（元）

4#發(fā)電機：30000kWH×5×0.55=82500（元）

因此改造后發(fā)電機經(jīng)濟效益增加：16.5萬元。

參考文獻:

[1]現(xiàn)代逆變技術(shù)及其應(yīng)用.

[2]UPS供電系統(tǒng)設(shè)計與工程應(yīng)用實例.

[3]電氣工程及其自動化.

[4]電氣施工技術(shù).