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艾默生UPS电源改进和优化了中压逆变器的控制技术
添加时间:2020-10-16 浏览次数: 313
例:陕西渭河集团有限公司三期两套两台两台240t / h循环硫化床锅炉的电气控制系统采用西门子完美无谐波系列变频控制。 每个逆变器均配有容量为700VA的艾默生UPS不间断电源,可为变频柜中的TBCP控制提供稳定的电源。 由于由逆变器本身配置的艾默生UPS电源没有旁路,因此维护困难且容量小艾默生UPS电源的使用寿命很短。 自从设备运行以来,由于UPS故障导致的跳闸次数越来越多,这对过程设备影响很大。 为了解决这些问题,我公司电气部门对8台高压变频器的艾默生UPS电源进行了技术改造,并采用10kVA艾默生ITA2系列UPS进行系统改造。

  1.艾默生UPS电源在企业中的应用和原理



  不间断电源是一种为电气负载提供不间断交流电源并在异常电网状况(例如停电,欠压,干扰或电涌)下维持电气设备正常运行的设备。 它被用作计算机信息系统,通信系统。重要的外围设备,例如数据网络中心,对于保护计算机数据,确保电网电压和频率的稳定性,提高电网质量以及防止对用户的伤害非常重要。 由瞬时停电和意外停电引起。 下面重点介绍UPS在工厂中的应用和原理。



  1.1艾默生UPS电源在企业中的应用



  艾默生的不间断电源是企业重要的供电设备。 随着工业自动化的发展,电气仪表的控制越来越复杂,计算机技术的应用以及工业网络及相关通讯在工厂中越来越普及,对高质量电源的提出提出了越来越严格的要求。 除了电源系统的持续可靠性外,商用电源的输出(50 Hz或60 Hz的工频交流电)应保持良好的输出正弦波形,且无干扰。 就公司而言,,第二和第三阶段生产操作系统(DCS),重要的高低压设备的控制系统,电气操作系统的后台监视和操作等突然出现 停电或瞬间晃动的欠电压(突变电压)将丢失计算机数据和图表或运行软件损坏,从而损坏控制设备。 因此,UPS电源已被广泛使用。

1.2工业UPS电源的基本工作原理



 目前,工业艾默生UPS电源可以为用户提供四种类型的UPS电源品种:备用UPS,在线交互式UPS,三端UPS,双转换在线UPS。 工业UPS的典型原理结构如图1所示。工业UPS电源系统由五部分组成:主电路,旁路,电池和其他电源输入电路;主电路,旁路,电池和其他电源输入电路。 整流器(REC)用于AC / DC转换;  DC / AC转换逆变器(INV); 逆变器和旁路输出开关电路(静态开关)和储能电池。

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 图1 UPS基本原理图



 当电网电压正常时(UPS输入市电和辅助市电正常),UPS处于正常工作状态,整流器和逆变器正常工作,静态开关将逆变器输出连接至负载,并将电池连接至 直流母线。  DC总线电压处于浮动充电状态。

  当电网电压异常(UPS输入电源和辅助电源均异常)或停电时,UPS整流器将自动停止工作,并且逆变器将继续通过电池电源工作。 时间的长短取决于负载的大小和电池的容量。 当电池放电至终止电压时,如果商用电源未恢复正常,则逆变器将停止工作,并且UPS的操作控制面板将显示相应的警报消息。 当艾默生UPS电源通过电池为负载提供备用电源时,如果市电恢复正常,则整流器将自动启动(此时其输出功率逐渐增加),为逆变器重新供电,然后恢复正常运行。 在上述过程中,市电的中断和恢复不会中断对负载的供电。

 当艾默生UPS电源的内部故障(例如逆变器不工作)或主电源由于外部原因突然断电时,旁路输出开关电路控制静态开关打开,并且静态开关连接辅助电源 绕过负载。 此过程不会中断负载的电源。

 当需要维护或修改Emerson UPS电源时,可以通过关闭维护旁路开关Q3来保持负载的持续供电,并断开输入开关Q1,旁路开关Q2和电源开关,从而关闭Emerson UPS电源。  UPS输出开关Q4进行操作。

  2用于中压西门子变频器的UPS的单独配置(无旁路)在中压西门子变频器中出现的问题配备有单独的艾默生UPS电源,

  自2010年投入运行以来,由于UPS故障,我公司三相4#5#锅炉共有8台逆变器跳闸。 总结如下:



  (1)2012年4月7日,5#锅炉一次风机逆变器UPS过载报警,导致控制电源掉电并跳闸。



  (2)2012年4月9日,4#锅炉二次风机逆变器UPS电池报警,无法立即维修处理,存在很大的隐患。

(3)2016年3月28日,5#锅炉二次风机6 kV开关柜综合保护器显示无电信号故障,保护动作使二次风机跳闸。 保护器的非电信号故障是为了收集次级风扇逆变器的故障信号。 检查逆变器,发现内部UPS电源故障不起作用。



  (4)2016年5月6日,5号锅炉引风机A逆变器中的UPS电池发生故障,导致逆变器跳闸,使过程减轻了负荷。

  UPS转型之前的3个缺点。



 三相锅炉的八个风扇每个逆变器均配备容量为700VA的艾默生UPS电源,该电源主要为逆变器控制系统提供稳定且不间断的电源,但逆变器是由艾默生UPS电源故障引起的 很多次。 跳车给三相设备的生产经济利益造成了巨大损失。 当前的操作条件具有以下缺点:

  (1)逆变器配置的UPS容量小,备用电池时间不足;



  (2)变频器的艾默生UPS电源的安装位置在机柜内,不便于日常检查和维护;



  (3)逆变器配置的艾默生UPS电源是非工业艾默生UPS电源。 没有旁路电源。 电源仅是市电,没有意外电源。 操作可靠性差。



  4. UPS转型后的优势



 锅炉的四个风扇是整个锅炉安装的重要设备,影响很大。 为了减少故障数量,我们通过技术手段进行了更优化的改革。 本次改造采用容量为10KVA的Vitertech ITA2系列UPS,具有以下优点:



  (1)该机型可靠可靠的运行性能,带隔离变压器,占地面积小,金属机箱和高防护等级,可确保其性能优于过去工业企业在恶劣环境下使用的其他电力设备。 配备了两套备用电池,使用松下LC-P1265ST电池。 该电池的浮充流量极低,密封反应效率高,使用寿命长。



  (2)借助先进的干接点接口(ADC),LCD远程控制通讯显示,外部手动旁路,电源共享,并联组件,隔离控制器和其他优越性能,我们在UPS上进行了一些人工仿真实验,例如切断UPS的电源。 市电时,艾默生UPS电源将自动切入旁路,继续为负载供电或市电恢复,整流器将立即启动,艾默生UPS电源将自动返回正常模式,艾默生UPS电源 旁路输入电源取自配电室事故发生部312的事故部分,有利于提高负荷供电系统的可靠性。



  (3)艾默生UPS电源的输出功率通过配电柜分配到每个逆变器的控制电源上(如图2所示)。 配电柜的全开采用带选择性保护的ABB小型断路器S752DR E63,并通过实验避免了单个设备引起的短路或接地超载的问题,提高了设备供电系统的稳定性 。

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  图2配电柜示意图



  5项目实施

 在确定了最初的八台逆变器控制电源应进行优化和技术改造之后,通过大量的初步研究,我们最终使用了法国Sokman工业级UPS和Yuasa电池作为备用电源,并将UPS输出电源分配给次级 配电方面,ABB小型断路器S752DR E63具有选择性保护功能(如图2所示),此配置不受电压波动或干扰的影响,具有出色的电磁兼容性,原始控制电源仅是312配电室正常城市中的一种 无旁路电源。 新的UPS由两种电源供电,一种来自312配电室的正常市电,另一种来自312配电室的事故部分。 电源的可靠性和稳定性大大降低了维护成本和能耗,并提高了设备运行效率。

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  图3转换前的示意图

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  图4转换后的示意图



 UPS是一种带有储能装置的稳定频率交流电源,以整流器和逆变器为主要组件。 自2016年进行改造以来,三相锅炉和八个风扇逆变器中的UPS一直在运行。逆变器处于良好的运行状态,零故障率。 电源故障引起了第三阶段工艺设备关闭的隐患,并减少了经济损失。

单进单出系列UPS电源的具体安装要求:



1.要求UPS供电为单相三线制。(零、火、地)市电波动在220V±%以内,零地电压小于V。



2.UPS前级及负载回路不能带漏电保护开关。



3.UPS输入零线不能过断路器或保险。



单进单出系列UPS电源的具体接线方式:



1.要求UPS供电为单相三线制。(零、火、地)市电波动在220V±%以内,零地电压小于V。



2.艾默生UPS电源前级及负载回路不能带漏电保护开关。



3.艾默生UPS电源输入零线不能过断路器或保险。(如需要断零线,则零火双断。)



4.艾默生UPS电源输入零线与输出零线(即UPS负载零线)要分开,不能混接。



5.艾默生UPS电源输入火线不能与其它用电设备的火线共接一个断路器下口。



6.输入输出断路器额定电压。



7.输入零、火线、地线用多股铜软线。



8.客户如为艾默生UPS电源外配长延时电池,(建议用户将电池与UPS主机并排放置)电池与主机之间连线长度  不超过5米。



9.建议用户负载配电采用分级,多路控制方式,且下一极断路器总额定容量不应大于上一极的130%。



10.建议用户为UPS及其负载单独设置配电盘,防护等级IP。



11.艾默生UPS电源负载插座与其它非UPS负载插座要区分开。



12.艾默生UPS电源负载插座零、火线不能接反。(左零、右火,上面为地线。)



13.建议艾默生UPS电源及电池工作环境干燥,温度在20~25℃之间,湿度在30%-90%.



以上这些就是常见的单进单出UPS电源安装规范,实际操作也可能会有点差异,但是主体是不会有大变动的,如果还有什么不明白,就需要请教专业工程师了。

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