1、可變頻應急電源的應用-煉鋼轉爐氧槍事故提升電源(1)    1 工藝要求    煉鋼轉爐氧槍電機目前多采用交流電動機，交流電源正常時由變頻器供電，實現氧槍的下降、吹氧、提升的調速運行;交流電源事故停電時必須由另一套應急電源供電，緊急提升氧槍，防止發生設備事故。根據某鋼廠煉鋼轉爐的工藝要求，在交流事故停電時應急電源需要供電的負載為:    (1) 氧槍電機1臺，電壓380v，容量55kw;    (2) 氧槍抱閘電機1臺，電壓380v，容

2、量0.33kw;    (3) 轉爐抱閘電機4臺，電壓380v，    容量0.45kw×41.8kw;    (4) 事故控制電源，電壓380v，容量2.4kw;    (5) 要求應急電源的備用時間為1小時。應急電源的工作情況有以下2種情況:    當轉爐正在煉鋼吹氧時，交流電源突然停電，應急電源中的可變頻逆變器應首先輸出給氧槍電機使其處于堵轉狀態，同時應急電源中的工頻逆變器輸出事故

3、控制電源，給氧槍抱閘電機供電，松開氧槍抱閘，然后緊急提升氧槍到最高位。因為煉鋼時，轉爐已經在零位，應急電源不需給轉爐抱閘電機供電。    如轉爐正在出鋼時，交流電源突然停電，應急電源中的可變頻逆變器應輸出給轉爐抱閘電機，松開轉爐抱閘，轉爐靠自重傾轉回到零位。因為出鋼時，氧槍已經在最高位，應急電源不需給氧槍電機供電。2 應急電源的配置根據上述工藝要求，應急電源的配置應為:    (1) 75kw可變頻逆變器1臺(考慮氧槍最大負載情況，過載能力150%，60s)    (2) 3

4、kva工頻正弦波逆變器1臺(按氧槍抱閘電機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) 免維護鉛酸蓄電池1組 (電池容量按負載電流和后備時間計算) 3 應急電源的原理設計和參數計算 3.1 原理設計    因為在交流電源正常時，氧槍電機由一臺變頻器供電，控制電源、氧槍抱閘電機、轉爐抱閘電機都是由交流電源供電，只有交流電源停電時，氧槍電機、控制電源、氧槍抱閘電機、轉爐抱閘電機才由應急電源供電，所以應急電源

5、設計成離線式。    氧槍電機變頻器和應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供電，兩臺接觸器由操作連鎖系統控制，接觸器線圈分別由交流電源和應急電源中的工頻正弦波逆變器供電，交流電源正常時，氧槍電機由原控制系統控制工作，交流電源事故停電時在機旁箱操作事故氧槍提升按鈕和事故松轉爐抱閘按鈕。氧槍提升到上極限自動停止，轉爐傾轉到零位停止。應急電源系統主回路及控制回路見圖1。圖1    應急電源系統主回路及控制回路3.2 參數計算(1)可變頻逆變器技術參數可變頻逆變器采用西門子矢量型逆變器，其電氣參數為:

6、輸入:dc510v(-15%)650v( 10%) 輸出:03ac380額定頻率輸入:直流輸出:050hz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參數直流輸入電壓:180300v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   &

7、#160;氧槍電機容量為55kw，額定電流約110a，考慮氧槍刮渣過負荷情況，電流1.5倍為165a198a(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    該逆變器負載是氧槍抱閘電機(直接啟動)和控制電源，氧槍抱閘電機容量為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5.4a5.28a。    控制電源的負載為氧槍電機、氧槍抱閘電機、轉爐抱閘電機輸入接觸器線圈，

8、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，氧槍電機輸入接觸器為250a，線圈吸合功率為1430w，電流為1430w/220v6.5a，吸合時間0.5s;而逆變器過載能力:200% 1s，既容許電流為3.6×27.2a6.5a。    因為氧槍抱閘電機啟動和接觸器操作不是同時進行的，所以可以按最大負載考慮，由以上計算可以看出逆變器容量可以滿足。    (4) 電池容量和串聯只數的計算    a) 電池容量計算    

9、;電池組是當交流事故停電時，作為2臺逆變器的輸入電源為負載提供能量，電池組的容量由逆變器輸出的最大負載電流和持續時間決定。    由西門子逆變器技術參數可知:額定交流輸出電流為146a時，直流輸入電流為174a，那麼氧槍電機工作在額定電流110a時，直流輸入電流為110a×174a/146a131a。由工頻正弦波逆變器技術參數可知: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電流為144.6a，而持續時間為60min。根據這兩個數據就可以計算電池組的容量。按恒流放電計算電

10、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放電持續時間:1h放電容量為144.6a×1.0h144.6ah    從圖4電池放電曲線可以得出1h對應12×j20曲線，再由圖5電池容量曲線可以得出容量60%;設所求電池容量為c，按下面公式計算:60%×144.6=100%×cc=100×144.6/60=241ah 故選240ah電池。    b) 電池串聯只數計算   &

11、#160;串聯只數n取決于逆變器輸入直流電壓的最大和最小允許值。不間斷電源在正常運行時，系統處于浮充電狀態，電池只數應為:    n=ue/6uf(12v/單只電池)    式中:n為蓄電池組串聯只數    ue逆變器輸入或變頻器中間直流回路額定電壓    uf單體電池的浮充電電壓    以12v/單只電池為例，單體電池的浮充電壓uf= 2.25v,單只電池的浮充電壓uf=13.5v。    西門子逆變器的輸入電壓為:    ue=