關于臨縣壓氣站國產化UMD項目研究實施

馮士勇 郭子博

摘要：闡述了臨縣壓氣站國產化UMD項目研究背景，對進口設備和國產設備的選擇進行了研究及分析，并從經濟效益、設備適用性及公司發展大趨勢等方面考慮，重點對國產化UMD設備應用于臨縣壓氣站項目進行了技術研究、技術消化及技術應用。

關鍵詞：UMD;國產化;進口設備;電動性工業負載;交流在線不間斷供電

一、項目背景簡介

臨縣壓氣站安裝兩臺燃氣式壓縮機，所用的配電系統為市電380V低壓配電系統（市電停電時由站內自備800KW柴油發電機提供電源），MCC配電室內的兩套配電柜分別為每臺機組啟動、運行所必須的用電設備：液壓啟動馬達、箱體風機、主潤滑油泵、GG潤滑油泵、燃料氣加熱器、密封器加熱器、油冷風機及空冷器電機提供配電。

1.項目實施前存在的問題：

MCC兩套配電柜直接由市電供電，市電電壓不穩或停電會直接導致機組故障或停機，沒有啟動備用發電機的響應時間。臨縣壓氣站所處地理環境夏秋多雷雨大風天氣，市電電網供電環境惡劣，機組常因電壓波動、閃斷、意外停電造成機組停機或故障，因臨縣壓氣站站兩臺機組都為燃氣輪機，起機時間較長，這樣的意外停機對安全生產造成的影響較大。

2.解決存在問題的思路：

為解決以上問題，減少運行人員的工作量，提高壓縮機組的工作效率，為機組MCC配電系統新增一套不間斷供電設備，實現在瞬間電壓大幅凹陷或毫秒級斷電的補償作用或市電中斷時能為機組提供不間斷供電為啟動發電機贏得寶貴時間。

二、項目實施前設備選擇及思考

1、進口設備選擇及思考

進口設備選擇：我們向英國羅羅公司尋求解決方案，經對方實地調研后提出安裝一套UPS系統。該系統在市電停電后可提供后備電源時長1分鐘，也就是說在1分鐘之內站內值班人員需快速做出反應，否則仍無法避免機組停機，且該UPS系統費用報價在200多萬元。

進口設備思考：進口設備存在經濟性差、可操作性差，不能根本解決機組停機問題的情況。

2、國產化設備選擇及思考

國產化設備的選擇：我們將目標對準國產化設備，并結合目前國產化設備特點對機組供電系統重新進行了分析、判斷。

通過重新對機組供電系統進行分析，MCC配電室內的兩套配電柜分別為每臺機組啟動、運行所必須的用電設備：液壓啟動馬達、箱體風機、主潤滑油泵、GG潤滑油泵、燃料氣加熱器、密封器加熱器、油冷風機及空冷器電機提供配電。其中，有4種負載斷電會造成立即停機，分別是箱體風機、主潤滑油泵、GG潤滑油泵、油冷電機。其他負載短時間停電影響不大，只有保證市電停電后上述4類負載的正常運行，就能保證壓縮機在市電停電后的連續運行不停機。

可以看出這4類負載均為電動性工業負載，所以我們需要尋找一套設備在市電停電后，既能為電動性負載提供穩定電源輸出，又能提供充足時間啟動發電機組的后備電源裝置。經過市場調研發現國產化UMD工業驅動不間斷電源系統（Uninterrupted motor Drive），它是一種專門為油泵、水泵、風機等電動機性負荷提供不間斷供電保障的電源裝置，同時該電源裝置也可解決因變頻器啟動導致的低電壓、晃電問題，該裝置符合解決臨縣壓氣站機組問題的條件。

國產化設備的思考：國產化UMD電源系統較國外UPS設備具有經濟性好、采購周期短、故障處理時效性短、設備適應性高的特點。

三、臨縣壓氣站國產化UMD系統研究實施

1、技術消化研究

該系統裝置由變頻器、整流器、逆變器、充電器、直/直變換器、蓄電池、直流快速開關、閉鎖二極管、交流檢測器等主要部件組成，工作原理如下：

當交流電網電源正常時，變頻器由交流接入口輸入，UMD內直/直變換器空載運行，將電池電壓變換為與變頻器直流端口相匹配的直流供電電壓，送至快速開關二極管的輸入側備用，此時閉鎖二極管關閉，因而變頻器不從DPS獲得能量。

當交流電網突然失電（中斷或超范）時，DPS內的交流檢測器檢測到輸入交流變化后，快速開關導通，將直流電送入變頻器直流端口，保障變頻器直流母線的電壓穩定，從而保證了變頻器的正常輸出。

當交流電網電源恢復正常后，UMD蓄電池退出工作，同時充電器給蓄電池補充充電。

可見，利用UMD的直流供電系統將直流電送入變頻器直流端口，保障變頻器直流母線的電壓穩定，從而保證了變頻器的正常輸出。利用UMD的交流在線不間斷供電功能，為變頻器的交流控制系統提供穩定可靠和高質量的交流電源，可消除交流電網電源的瞬間過壓、欠壓、波形畸變、尖峰電壓等因素引起的變頻器的交流控制系統的器件損壞和誤動作，同時也可確保交流電網電源較長時間失電時變頻器的交流控制系統的電源供應，從而保證變頻器的連續運行。

2、國產化實施

根據以上技術研究分析，臨縣壓氣站與國內青島創統科技集團進行技術交流，并于2016年4月份為RY3402機組安裝UMD供電系統后，經過夏秋多雷雨大風等惡劣天氣下供電環境的試運行證明了該套系統在惡劣電網環境下運行的可靠性，同時也保障了機組的運行。2016年11月份為RY3401機組也安裝了UMD系統，自兩套UMD系統投用以來，臨縣壓氣站因市電波動或斷電導致的機組停機為零，國產化UND項目實施取得了巨大的成功。

四、產生的效益效果

1、經濟效益：臨縣壓氣站國產UMD項目實施后，每年可避免因斷電導致停機10次以上，年直接經濟效益40萬元以上。

2、運行維護效益：如使用進口設備采購周期一般均在12個月左右，而國產化設備定制化生產也僅需3個月，大大縮短采購周期。

3、社會效益：國產化項目應用將大大促進我國對新型設備的研究、加工和制造。