一种VSP低电压穿越系统的制作方法

文档序号:11993063阅读:1070来源:国知局

本实用新型属于电力技术领域,具体涉及一种VSP低电压穿越系统。



背景技术:

2014年4月至2015年4月,我公司共计发生7起电网“晃电”事故,造成空分系统液氧泵低压变频器及气化系统高压煤浆泵低压变频器跳闸,引起氧煤比变化引发ESD联锁跳车,至少造成生产中断24小时以上,保守估计影响产量860吨,直接经济损失400余万元。

ABB变频器都具有过压、失压和瞬间停电的保护功能。变频器的逆变器件为igbt时,在失压或停电后,将允许变频器继续工作一个短时间td,若失压或停电时间totd,变频器自我保护停止运行。一般td都在15~25ms,通常电源“晃电”较为强烈,都在几秒钟以上,变频器自我保护停止运行,电动机跳车。因此单纯依靠ABB变频器自身的保护功能无法保证我公司正常的安全、连续、高负荷运行。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种VSP低电压穿越系统,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:一种VSP低电压穿越系统,包括三相交流输入电源、穿越系统本体、不间断直流电源、变频器和储能单元,所述三相交流输入电源通过导线与AC/DC转换电路电性连接,所述AC/DC转换电路通过导线与穿越系统本体电性连接,所述穿越系统本体通过导线与不间断直流电源电性连接,所述不间断直流电源通过直流母线上的熔断器的正极和熔断器的负极与变频器的直流侧电性连接,所述变频器通过三相导线与泵体电性连接,所述AC/DC转换电路通过直流母线上的熔断器的正极和熔断器的负极分别与储能单元的正极和负极电性连接。

优选的,所述泵体为高压煤浆泵或液氧泵。

本实用新型的技术效果和优点:该VSP低电压穿越系统,该技术是根据国家电网、南方电网针对火电机组辅机晃电改造的通知所开发的,得到电网公司的肯定,本实用新型的VSP低电压穿越系统在空分系统液氧泵变频器、气化系统高压煤浆泵变频器应用设计,同样负载,电池数量用量少(约30%);电池使用充分,同样的负载,电池的容量相对小;设备投退及时,故障率低;单节电池出现问题时,不影响设备支撑;设备自动化程度高,通讯便捷;维护工作量少;占用空间小;为节省投资,本次设计各安装两套低电压穿越系统,通过装设切换开关、刀闸等设备切换运行,能够灵活适应运行方式变化。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中:1三相交流输入电源、2穿越系统本体、3不间断直流电源、4变频器、5储能单元、6AC/DC转换电路、7熔断器、8泵体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了如图1所示的一种VSP低电压穿越系统,包括三相交流输入电源1、穿越系统本体2、不间断直流电源3、变频器4和储能单元5,所述三相交流输入电源1通过导线与AC/DC转换电路6电性连接,所述AC/DC转换电路6通过导线与穿越系统本体2电性连接,所述穿越系统本体2通过导线与不间断直流电源3电性连接,所述不间断直流电源3通过直流母线上的熔断器7的正极和熔断器7的负极与变频器4的直流侧电性连接,所述变 频器4通过三相导线与泵体8电性连接,所述泵体8为高压煤浆泵或液氧泵,所述AC/DC转换电路6通过直流母线上的熔断器7的正极和熔断器7的负极分别与储能单元5的正极和负极电性连接。

工作原理:

一、变频器抗晃电改造关键

变频器抗晃电技术改造的关键是如何使变频器在瞬时电压低于低电压保护整定值时还能正常工作。我们这次改造方案根据变频器的工作原理和化工厂的实际情况,采用VSP低电压穿越系统,在变频器4的直流侧加不间断直流电源3,提高变频器7的低电压跨越能力,保证了在厂用交流电源瞬时低电压时变频器7能正常工作。

二、变频器抗“晃电”技术方案

2.1方案说明

采用低电压穿越电压暂降保护技术,将蓄电池直流电压进行升压稳压,在发生“晃电”时,瞬时支撑变频器4直流母线电压在正常工作范围之内,从而确保变频器4正常运行。该系统正常运行时应与变频器4正常运行模式完全隔离,采取在线式运行方式,确保发生“晃电”低穿设备快速响应性。

当电网电压跌落到90%以内时,变频器低电压穿越系统不启动,处于热备用状态;当电压跌落到0%-90%范围内高压煤浆泵、液氧泵变频器低电压穿越系统瞬时启动工作(10us内),维持变频器4直流母线电压在DC510V左右,保证变频器4正常运行;当电网电压恢复时,变频器4自动转换由电网供电;当出现连锁或DCS停车信号时,高压煤浆泵、液氧泵变频器低电压穿越系统自动退出,恢复热备用状态。

高压煤浆泵、液氧泵正常运行时为两开一备方式。为节省投资,本次技改计划各安装两套低电压穿越系统。要求通过装设切换开关、刀闸等设备切换运行,能够灵活适应变化的运行方式。

2.2系统配置

A、高压煤浆泵2台400KW变频器低电压穿越系统要求配置以下设备:

a、低穿装置控制电源取自厂内现有大型UPS电源;

b、电压暂降保护模块,N+1冗余配置,主要元件均采用知名进口产品。

c、储能电池采用高放电倍率免维护电池,电池设计寿命为10年以上,系统单次供电时间不低于10秒;

B、高压液氧泵2台389KW变频器低电压穿越系统要求配置以下设备:

a、低穿装置控制电源取自厂内现有大型UPS电源;

b、电压暂降保护模块;N+1冗余配置,主要元件均采用知名进口产品。

c、储能电池采用高放电倍率免维护电池,电池设计寿命为10年以上,系统单次供电时间不低于10秒;

2.3VSP低电压穿越系统的调试

在电机规定的负荷下做2次断电试验,间隔24小时,支持时间均应为10s(暂定)。在变频器工作正常的情况下,切断三相交流输入电源4,系统自动切换成直流供电,保证受保护的变频器4及电机不间断运行。其中,变频器7显示的频率保持恒定,没有任何变化。然后送上三相交流电源,受保护的变频器4及电机继续运行于交流电源工作状态,充电器给蓄电池充电,完成一次电源失电切换过程。触摸屏显示并记录停电及恢复供电的时刻。

三、本实用新型的优点

VSP低电压穿越系统在工艺连续性强的化工企业具有非常广阔的推广应用前景。以我公司为例,2015年4月,对空分系统液氧泵变频器、气化系统高压煤浆泵变频器进行了抗“晃电”改造,保障了液氧泵变频器、高压煤浆泵变频器在电网异常时的稳定可靠运行。据统计,自2014年4月投运以来至2015年4月,公司10kv电网共发生7次“晃电”,导致液氧泵变频器、高压煤浆泵变频器因低电压跳车达4次。然而在增加抗晃电VSP低电压穿越系统 后,截止当前已运行近1年时间,均未因系统晃电而引起变频器跳车,其间VSP低电压穿越系统在晃电时和电网恢复后投入退出均无异常,取得很好的效果。

四、替代方案

解决变频器因电网“晃电”跳闸问题,一是解决交流侧连续供电问题;二是根据变频器工作原理改造液氧泵变频器主电路中间直流回路,通过蓄电池进行蓄能,保证变频器连续工作。因此有的企业采用大型动力UPS保证变频器交流侧供电的连续性;或者采用相对较简单、价格较低的DC-Back系统,对变频器直流回路进行蓄能。这两种方案与变频器加装VSP低电压穿越系统比较存在价格昂贵、维护不便和可靠性差的缺点。

最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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