词条 | Duo-Power |
释义 | 回转窑应急保安电源的新方案Duo-Power对于旋窑生产线,雨天突然断电对运转中的回转窑将产生巨大危害,河南焦作坚固水泥有限公司就曾多次因电网设施遭受雷击导致雨天突然断电停窑,其中两次危害最大,导致椎4.2m×65m 回转窑变形,两端翘起,耐火砖挤碎,造成了重大经济损失。 电力故障具有突发性,不以人们的意志为转移,即使电网设施再先进,意外的雨天断电也在所难免。因此,在电网意外断电的情况下提供保证回转窑安全所需的应急电力,对于降低因为电网意外断电而造成的损失有着重要的现实意义。 回转窑应急保安电源的使用现状及存在的问题 1.使用柴油发电机 由于柴油发电机的容量较大,可并机运行且连续供电时间长。因此,我国几乎所有的旋窑水泥厂,均采用柴油发电机组作为回转窑的应急保安电源。但是这种传统的做法有诸多不利之处:无论发电机的起动速度有多快,从停电到发电机电压、频率等达到稳定可以供电为止,至少需要10min,这段时间,已对回转窑的安全造成了严重危险;此外,使用柴油发电机组作为回转窑的应急保安电源,还存在火灾安全隐患,其油罐象一个极为危害的“炸弹”,万一失火,后果不堪设想;日常维护频繁、工作量大;不仅产生的噪声大,而且排烟中含有大量的二氧化硫,污染严重,环保问题突出。因此,从全国各厂了解到的使用情况来看,柴油发电机组并不理想。因此,许多水泥厂苦觅更好的方案。某水泥厂二线回转窑曾投资数百万元在回转窑上搭建了一个钢筋混凝土结构的大棚就是一例。 2 使用UPS 计算机应用UPS 电源很广泛,也很成功,那么我们能否用UPS电源作为回转窑应急保安电源呢?从理论上看是可行的,从现实上看却有不少困难。这是因为,由于UPS 专为IT行业的计算机类和通讯类负载来设计,其过载适应能力差。UPS过载能力标准规定:过载150%仅可维持10s;大于150%仅可维持200ms。而交流电动机的起动电流一般为额定电流的5~8 倍,如果要用UPS 电源带回转窑辅助传动电动机这类感性负载,那么在设计容量时就要在电机容量的基础上放大5~8倍,这样无形中增大了投入成本。 3.使用变频器后备电源 大家都知道,用变频器来控制电机负载在设计变频器容量时可以按1:1来设计,只要能找出一种办法让变频器在出现电网事故断电时还能保持正常运行,这样问题就解决了,使用过变频器的用户都知道,变频器的工作原理是 交→直→交 的两个变换过程,这就意味着如果能在直流部分给变频器提供一个足够容量的稳定的直流电源,变频器照样能正常运行,细心一点的使用者都会注意到在变频器的接线端子上还有两的直流端子,以前都不知道是干什么用的!其实这两个直流端子是接变频器后备电源用的,只要能做一套足够容量的直流电源接在这个地方,就能解决因电网事故而造成的电机停机而带来的重大经济损失,设计时容量可按1:1设计,大大降低了投入成本。 工作原理如图1 所示:当三相输入市电正常时,经整流后给逆变器(变频)提供直流电,同时用充电器对电池组充电;当三相输入断电或异常时,自动转由电池组给逆变器(变频)提供直流电。保证电机在电网事故时正常运转,采用该方案的好处是:与柴油发电机组比较,成本低,综合成本远低于柴油发电机组;可靠性高,波形好,便于实现自动化;无污染;断电自动转换,转换速度快,一般不超过10ms;平时可做软起动设备,启动力矩大,起动电流小。 3 新方案的应用实例与效果 某水泥厂回转窑辅助传动采用交流380V、额定功率22kW、额定电流为42.5A 的Y180L-4 型鼠笼型电动机,决定采用三相输入三相输出的电机专用变频后备电源作为应急保安电源。 3.1 变频器后备电源功率的选择 因为电机是变频控制,所以设备容量设计时采用1:1方式,即设计容量为22KW 3.2 蓄电池组的配置 Duo-Power系统所提供的直流额定电压为UDC=480V,放电电流I=P/UDC=22000/480=45.8A,因为电池支撑时间为2.6H,根据电池放电曲线计算,按2C(C表示电池容量)放电倍率可得电池容量:I/2=260.4AH,考虑到要在支撑时保证放电时间,所以电池容量取300AH(12V100AH*3组),放电按2C放电可支撑60s,保证变频器直流侧电压不低于其截止电压。 蓄电池组的配置关系到市电断电以后蓄电池组后备供电时间的长短,在市电事故输入断电期间,蓄电池组给逆变器的供电时间主要取决于蓄电池额定容量、蓄电池电压、蓄电池数量、负载功率因数、负载功率、蓄电池使用环境温度、蓄电池使用年限等因素。蓄电池组的逆变供电时间,应根据当地市电电网供电情况和实际要求,选择所需蓄电池的容量、电压、数量,以确保市电电网停电时,UPS 能够提供2~4h 甚至更长时间的供电。该厂根据当地市电电网供电情况和企业的实际情况(双回路供电),配置了100Ah/12V 的蓄电池32 节,蓄电池组的供电时间大致为2.6h。实现了供电零时间切换,收到了很好的使用效果。 4 结束语 近年来,随着工业UPS 技术的迅猛发展和日益成熟,应用范围已不再局限于IT产业,电力、制造业等已逐渐成为工业UPS 应用的新兴行业。本公司研发生产的工业UPS(Duo-Power系统),最大容量已达到320kVA,而世界上熟料单线最大的日产1万t熟料生产线椎6m×95m 回转窑,其辅助传动电机功率也只有2×55 kW,配备三相输入三相输出的电机专用Duo-Power电源系统已绰绰有余。用电机专用Duo-Power电源系统代替柴油发电机组作为回转窑的应急保安电源已成为现实。理论和实践证明,电机专用Duo-Power电源系统代替柴油发电机组作为回转窑的应急保安电源,将UPS 功能与软起动功能积于一身,自动化程度高,是一种简捷、实用、经济、环保、可靠、新颖的方案,有着广泛地应用前景和市场,应大力推广。 上海恒力电源设备有限公司 市场推广部: 沈佩祥 2010年9月25日 |
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