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2007-12-06 14:04 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
1、工藝要求煉鋼轉(zhuǎn)爐氧槍電機(jī)目前多采用交流電動機(jī),交流電源正常時由變頻器供電,實現(xiàn)氧槍的下降、吹氧、提升的調(diào)速運(yùn)行;交流電源事故停電時必須由另一套應(yīng)急電源供電,緊急提升氧槍,防止發(fā)生設(shè)備事故。
根據(jù)某鋼廠煉鋼轉(zhuǎn)爐的工藝要求,在交流事故停電時應(yīng)急電源需要供電的負(fù)載為:
。1) 氧槍電機(jī)1臺,電壓380V,容量55kW;
。2) 氧槍抱閘電機(jī)1臺,電壓380V,容量0.33kW;
。3) 轉(zhuǎn)爐抱閘電機(jī)4臺,電壓380V,容量0.45kW×4=1.8kW;
。4) 事故控制電源,電壓380V,容量2.4kW;
。5) 要求應(yīng)急電源的備用時間為1小時。
應(yīng)急電源的工作情況有以下2種情況:當(dāng)轉(zhuǎn)爐正在煉鋼吹氧時,交流電源突然停電,應(yīng)急電源中的可變頻逆變器應(yīng)首先輸出給氧槍電機(jī)使其處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài),同時應(yīng)急電源中的工頻逆變器輸出事故控制電源,給氧槍抱閘電機(jī)供電,松開氧槍抱閘,然后緊急提升氧槍到最高位。因為煉鋼時,轉(zhuǎn)爐已經(jīng)在零位,應(yīng)急電源不需給轉(zhuǎn)爐抱閘電機(jī)供電。
如轉(zhuǎn)爐正在出鋼時,交流電源突然停電,應(yīng)急電源中的可變頻逆變器應(yīng)輸出給轉(zhuǎn)爐抱閘電機(jī),松開轉(zhuǎn)爐抱閘,轉(zhuǎn)爐靠自重傾轉(zhuǎn)回到零位。因為出鋼時,氧槍已經(jīng)在最高位,應(yīng)急電源不需給氧槍電機(jī)供電。
2、應(yīng)急電源的配置根據(jù)上述工藝要求,應(yīng)急電源的配置應(yīng)為:
(1)75kW可變頻逆變器1臺(考慮氧槍最大負(fù)載情況,過載能力150%,60s)
。2)3kVA工頻正弦波逆變器1臺(按氧槍抱閘電機(jī)全壓啟動及交流接觸器線圈最大吸合功率考慮)
。3)充電模塊2臺(輸出電流按電池容量的10%計算)
。4)免維護(hù)鉛酸蓄電池1組 (電池容量按負(fù)載電流和后備時間計算)
3、應(yīng)急電源的原理設(shè)計和參數(shù)計算
3.1 原理設(shè)計因為在交流電源正常時,氧槍電機(jī)由一臺變頻器供電,控制電源、氧槍抱閘電機(jī)、轉(zhuǎn)爐抱閘電機(jī)都是由交流電源供電,只有交流電源停電時,氧槍電機(jī)、控制電源、氧槍抱閘電機(jī)、轉(zhuǎn)爐抱閘電機(jī)才由應(yīng)急電源供電,所以應(yīng)急電源設(shè)計成離線式。
氧槍電機(jī)變頻器和應(yīng)急電源的可變頻逆變器分別通過兩臺輸出交流接觸器給氧槍電機(jī)供電,兩臺接觸器由操作連鎖系統(tǒng)控制,接觸器線圈分別由交流電源和應(yīng)急電源中的工頻正弦波逆變器供電,交流電源正常時,氧槍電機(jī)由原控制系統(tǒng)控制工作,交流電源事故停電時在機(jī)旁箱操作事故氧槍提升按鈕和事故松轉(zhuǎn)爐抱閘按鈕。氧槍提升到上極限自動停止,轉(zhuǎn)爐傾轉(zhuǎn)到零位停止。
3.2 參數(shù)計算
。1)可變頻逆變器技術(shù)參數(shù)可變頻逆變器采用西門子矢量型逆變器,其電氣參數(shù)為:輸入:DC510V(-15%)~650V(+10%)
輸出:0~3AC380額定頻率輸入:直流輸出:0~50Hz額定電流輸入:174A輸出:146A過載電流:198A過載時間:60S
。2)工頻正弦波逆變器技術(shù)參數(shù)直流輸入電壓:180~300V直流輸入電流:13.6A交流旁路輸入電壓:380V±15%交流旁路輸入電流:4.5A切換時間:≤5ms交流輸出電壓:380V±3%交流輸出電流:3.6A過載能力:120% 1min;150% 10s;200% 1s
。3)逆變器容量核算
a)可變頻逆變器容量核算氧槍電機(jī)容量為55KW,額定電流約110A,考慮氧槍刮渣過負(fù)荷情況,電流1.5倍為165A<198A(逆變器過載電流),故逆變器容量能夠滿足。
b)工頻正旋波逆變器容量核算該逆變器負(fù)載是氧槍抱閘電機(jī)(直接啟動)和控制電源,氧槍抱閘電機(jī)容量為0.33kW,額定電流約0.66A,直接啟動電流按8倍計算為5.28A,逆變器額定輸出電流為3.6A,過載1.5倍電流為5.4A>5.28A.
控制電源的負(fù)載為氧槍電機(jī)、氧槍抱閘電機(jī)、轉(zhuǎn)爐抱閘電機(jī)輸入接觸器線圈,因為他們不是同時工作,所以可以按最大線圈的吸合功率考慮,氧槍電機(jī)輸入接觸器為250A,線圈吸合功率為1430W,電流為1430W/220V=6.5A,吸合時間0.5s;而逆變器過載能力:200%1s,既容許電流為3.6×2=7.2A>6.5A.因為氧槍抱閘電機(jī)啟動和接觸器操作不是同時進(jìn)行的,所以可以按最大負(fù)載考慮,由以上計算可以看出逆變器容量可以滿足。
。4)電池容量和串聯(lián)只數(shù)的計算
電池容量計算電池組是當(dāng)交流事故停電時,作為2臺逆變器的輸入電源為負(fù)載提供能量,電池組的容量由逆變器輸出的最大負(fù)載電流和持續(xù)時間決定。
由西門子逆變器技術(shù)參數(shù)可知:額定交流輸出電流為146A時,直流輸入電流為174A,那麼氧槍電機(jī)工作在額定電流110A時,直流輸入電流為110A×174A/146A=131A.由工頻正弦波逆變器技術(shù)參數(shù)可知:在額定情況下,逆變器直流輸入電流為13.6A.因此2臺逆變器總的直流輸入電流為144.6A.既電池組需要提供的最大持續(xù)電流為144.6A,而持續(xù)時間為60min.根據(jù)這兩個數(shù)據(jù)就可以計算電池組的容量。
按恒流放電計算電池組容量,已知條件為:
●單只電池額定電壓:12V
●單只電池放電后的截止電壓:10.8V
●恒流放電電流:144.6A
●放電持續(xù)時間:1h
3.3 應(yīng)急電源的設(shè)備組成和原理框圖應(yīng)急電源的原理框圖見圖2.應(yīng)急電源的組成:
。1)斷路器:1QF:交流輸入斷路器;2QF:工頻逆變器輸入斷路器;3QF:工頻逆變器輸出斷路器;QS:可變頻逆變器輸入開關(guān);
。2)接觸器:1KM:交流輸入接觸器;2KM、4KM:可變頻逆變器輸出接觸器;3KM:變頻器輸出接觸器(用戶設(shè)備);5KM:轉(zhuǎn)爐抱閘電機(jī)輸入接觸器(用戶設(shè)備);
。3)TR:隔離變壓器;
。4)CM1、CM2:高頻開關(guān)充電模塊;
。5)DC1、DC2:免維護(hù)鉛酸蓄電池組;
。6)1NB:可變頻逆變器;
。7)2NB:工頻逆變器;
。8)VF:變頻器(用戶設(shè)備)。
4、可變頻應(yīng)急電源的工作狀態(tài)
4.1 交流電源正常時的運(yùn)行當(dāng)交流電源正常供電時,充電模塊對電池組進(jìn)行浮充電,同時2NB逆變器由交流供電旁路輸出(注:2NB輸入電源以交流優(yōu)先),為控制電源供電;1NB逆變器處于熱備待啟動狀態(tài),電機(jī)由用戶變頻器供電。
4.2 交流電源斷電時的運(yùn)行當(dāng)交流電源斷電時,1KM接觸器斷開,充電模塊停止工作;2NB逆變器輸入電源由交流切換到電池組供電,保證外部控制電源不間斷;同時外部連鎖系統(tǒng)停電啟動信號(用戶提供)啟動1NB逆變器,輸出接觸器3KM斷開,2KM接通,用戶電機(jī)由1NB供電。此時1NB,2NB的運(yùn)行是靠電池組放電來維持的,電池組對逆變器提供一個穩(wěn)定的直流電壓,因時不會因交流電源斷電而影響負(fù)載工作。
5、結(jié)束語
可變頻應(yīng)急電源是專門用于電動機(jī)負(fù)載的輸出電壓和輸出頻率可變的交流不間斷電源,和傳統(tǒng)的UPS或工頻應(yīng)急電源相比,可以大大減少電源的設(shè)計容量,過載能力強(qiáng)、可靠性高。和傳統(tǒng)的柴油發(fā)電機(jī)相比,啟動時間快,無噪音、無污染,維護(hù)簡單,可無人值守自動操作,可計算機(jī)監(jiān)控。是一種值得推廣的新型工業(yè)電源。
參考文獻(xiàn):
[1] SIEMENS SIMOVERT MASTER DRIVES 逆變器(變頻器)使用說明書 西門子。
[2] GFM閥控式密封鉛酸蓄電池電力工程設(shè)計應(yīng)用手冊 2000年。
[3] 童林毅。 電力系統(tǒng)高頻開關(guān)直流電源[J]. 供電與用電,1999,(3)。
[4] 閥控式密封鉛酸蓄電池資料匯編[M]. 北京:中國電力出版社,2001. [5] 免維護(hù)變頻型交流不停電電源 童林毅 張奇 張立陽(實用新型專利ZL99 215007.8)。
[6] 在線式雙機(jī)熱備電力系統(tǒng)直流操作電源 童林毅 張奇 張立陽(實用新型專利ZL99 215006.X)。
[7]童林毅。 可變頻應(yīng)急電源的開發(fā)及應(yīng)用[J]. 變頻器世界, 2003,(2)。
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