可变频应急电源的应用

　　1、工艺要求炼钢转炉氧枪电机目前多采用交流电动机，交流电源正常时由变频器供电，实现氧枪的下降、吹氧、提升的调速运行；交流电源事故停电时必须由另一套应急电源供电，紧急提升氧枪，防止发生设备事故。
　　根据某钢厂炼钢转炉的工艺要求，在交流事故停电时应急电源需要供电的负载为：
　　（1） 氧枪电机1台，电压380V，容量55kW；
　　（2） 氧枪抱闸电机1台，电压380V，容量0.33kW；
　　（3） 转炉抱闸电机4台，电压380V，容量0.45kW×4 1.8kW；
　　（4） 事故控制电源，电压380V，容量2.4kW；
　　（5） 要求应急电源的备用时间为1小时。
　　应急电源的工作情况有以下2种情况：当转炉正在炼钢吹氧时，交流电源突然停电，应急电源中的可变频逆变器应首先输出给氧枪电机使其处于堵转状态，同时应急电源中的工频逆变器输出事故控制电源，给氧枪抱闸电机供电，松开氧枪抱闸，然后紧急提升氧枪到最高位。因为炼钢时，转炉已经在零位，应急电源不需给转炉抱闸电机供电。
　　如转炉正在出钢时，交流电源突然停电，应急电源中的可变频逆变器应输出给转炉抱闸电机，松开转炉抱闸，转炉靠自重倾转回到零位。因为出钢时，氧枪已经在最高位，应急电源不需给氧枪电机供电。
　　2、应急电源的配置根据上述工艺要求，应急电源的配置应为：
　　（1）75kW可变频逆变器1台（考虑氧枪最大负载情况，过载能力150%，60s）
　　（2）3kVA工频正弦波逆变器1台（按氧枪抱闸电机全压启动及交流接触器线圈最大吸合功率考虑）
　　（3）充电模块2台（输出电流按电池容量的10%计算）
　　（4）免维护铅酸蓄电池1组 （电池容量按负载电流和后备时间计算）
　　3、应急电源的原理设计和参数计算
　　3.1 原理设计因为在交流电源正常时，氧枪电机由一台变频器供电，控制电源、氧枪抱闸电机、转炉抱闸电机都是由交流电源供电，只有交流电源停电时，氧枪电机、控制电源、氧枪抱闸电机、转炉抱闸电机才由应急电源供电，所以应急电源设计成离线式。
　　氧枪电机变频器和应急电源的可变频逆变器分别通过两台输出交流接触器给氧枪电机供电，两台接触器由操作连锁系统控制，接触器线圈分别由交流电源和应急电源中的工频正弦波逆变器供电，交流电源正常时，氧枪电机由原控制系统控制工作，交流电源事故停电时在机旁箱操作事故氧枪提升按钮和事故松转炉抱闸按钮。氧枪提升到上极限自动停止，转炉倾转到零位停止。
　　3.2 参数计算
　　（1）可变频逆变器技术参数可变频逆变器采用西门子矢量型逆变器，其电气参数为：输入：DC510V（-15%） 650V（+10%）
　　输出：0 3AC380额定频率输入：直流输出：0~50Hz额定电流输入：174A输出：146A过载电流：198A过载时间：60S
　　（3）逆变器容量核算
　　a）可变频逆变器容量核算氧枪电机容量为55KW，额定电流约110A，考虑氧枪刮渣过负荷情况，电流1.5倍为165A 198A（逆变器过载电流），故逆变器容量能够满足。
　　（4）电池容量和串联只数的计算
　　电池容量计算电池组是当交流事故停电时，作为2台逆变器的输入电源为负载提供能量，电池组的容量由逆变器输出的最大负载电流和持续时间决定。
　　按恒流放电计算电池组容量，已知条件为：
　　单只电池额定电压：12V
　　单只电池放电后的截止电压：10.8V
　　恒流放电电流：144.6A
　　放电持续时间：1h
　　3.3 应急电源的设备组成和原理框图应急电源的原理框图见图2.应急电源的组成：
　　（3）TR：隔离变压器；
　　（6）1NB：可变频逆变器；
　　（7）2NB：工频逆变器；
　　（8）VF：变频器（用户设备）。
　　4、可变频应急电源的工作状态
　　5、结束语
　　可变频应急电源是专门用于电动机负载的输出电压和输出频率可变的交流不间断电源，和传统的UPS或工频应急电源相比，可以大大减少电源的设计容量，过载能力强、可靠性高。和传统的柴油发电机相比，启动时间快，无噪音、无污染，维护简单，可无人值守自动操作，可计算机监控。是一种值得推广的新型工业电源。