逆變電源裝置技術改造

2015-07-27 07:29:00鑒曙光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

山東工業技術 2015年14期

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：萊鋼能源動力廠風機、發電機、鍋爐等主體設備的儀控系統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上，引入直流供電的模式。當交流輸入出現故障后，自動切換成直流輸入，由直流屏中的電池供電，直流電經逆變后變成交流電，供給儀控系統。

關鍵詞：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，帶來較大生產損失，此項目就是全面提高儀控系統供電可靠性，為萊鋼生產的穩定順行提供保障。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

廠內電力系統中存在自備發電機，在外部電網停電的情況下，發電機接電網停電指令，進入孤立網狀態。此時系統電壓不會立即消失，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消失，沒有發出由交流到直流的切換信號，導致直流回路中的可控硅不能導通。

為驗證上述分析結論，我們將三相調壓器放在逆變裝置的進線電源處進行調節電壓，按照不同下降速率，發現系統電壓從400v下降到300v左右時，結論如下表所示。由此判斷，發電機孤網運行的狀態是導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，當市電側的電網電源中斷，逆變電源裝置會切換到直流供電模式，若此時出現交直流切換不成功或直流供電單元出現問題時，逆變裝置會自動切換到旁路供電模式。此時由于市電側電網電壓消失，旁路側的電網電壓必然會產生波動，而且在旁路中沒有濾波穩壓裝置，在供電電源中存在諧波，極易造成靜態切換開關內部元器件損壞，最終導致切換無法實現，電源中斷。由此判斷逆變裝置中旁路電源供電的不穩定性也是造成儀控系統失電的主要原因。

2　制定對策

2.1優化逆變模塊

根據廠家圖紙，發現采樣電路里的一組電容放電緩慢，從而導致采樣電壓嚴重滯后，切換直流不及時，進而會使開關柜失電。分析之后發現是該電容值太大，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，克服了了由于廠內部電網的特殊性，造成儀控系統斷電的問題（圖2）。

2.2采用雙冗余供電模式

針對旁路側電壓波動，造成靜態切換開關損壞的現象。經分析，對旁路側進線電源進行改進，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實現供電。由于相鄰側逆變電源裝置的輸出電源經過整流、逆變、濾波后，電壓輸出穩定，不會因外部電網問題出現波動。因此對靜態切換開關內部元器件不會造成沖擊，保證了旁路供電電源的可靠性。