一種給煤機抗電壓擾動電源系統的製作方法
2024-03-07 04:01:15 1
一種給煤機抗電壓擾動電源系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種給煤機抗電壓擾動電源系統，包括通斷元件、旁路迴路、支路三相線、儲存迴路和逆變迴路。儲存迴路可在廠用電正常時為儲能元件充電，並且，當廠用電異常時，儲能元件可通過逆變迴路放電，對負載進行供電補償。本實用新型提供的給煤機抗電壓擾動電源系統保證了給煤機變頻調速系統發生的暫態、動態或長時間電源進線電壓升高或者降低時，能夠可靠供電，即解決給煤機系統的高、低電壓穿越問題。
【專利說明】
一種給煤機抗電壓擾動電源系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及電源電壓擾動技術領域，尤其涉及一種給煤機抗電壓擾動電源系統。
【背景技術】
[0002]火力發電機組鍋爐給煤機控制系統主要由變頻器和拖動電機組成，變頻調速系統動力電源迴路和控制迴路的電壓暫降或暫升均會造成變頻器保護功能啟動而瞬間停止輸出，引發負載停機，進而造成發電機組停機脫網的惡劣事故。從控制系統分析給煤機系統停運的過程，有兩個原因可誘發此問題:變頻器功率迴路和控制電源。其中變頻器是應用變頻技術與微電子技術，通過改變工頻電源頻率以實現控制電機的變速運行的設備。現在常用的變頻器主要採用交-直-交的原理，工頻交流電源通過全橋整流轉換成直流電並濾波後，再經過逆變橋逆變成頻率、電壓均可控的交流電源，給電機供電。變頻調速系統的電路組成如圖1所示。
[0003]在變頻調速系統的動力電源迴路和控制迴路的電壓暫升、暫降發生時，變頻器會發生保護停機。此保護為變頻器內置的硬體保護，無法通過修改定值進行規避。如上分析可知，變頻器在運行中的系統電壓驟變會發生保護停止輸出，並向機組DCS發出變頻器停機信號，最終使MFT動作導致機組停爐。
[0004]目前的主要給煤機變頻調速系統的解決方案，主要是兩種，一種是通過設置變頻器參數，採用變頻器失壓再啟動功能，期望電源系統故障電壓恢復後，變頻器系統通過快速重新啟動來解決此問題。然而相關試驗結果表明:通常變頻器均能在失電2s後啟動成功，但是多臺給煤機同時失電再啟動的鍋爐燃燒試驗，發現爐膛負壓波動較大，影響鍋爐運行安全，不宜採取此方法解決給煤機系統的低電壓穿越問題。第二種是在給煤機變頻器的直流輸入端並聯蓄電池組。其優點是接線簡單，操作方便。其缺點是需要專門的地點存放蓄電池組，且蓄電池組需要定期維護。更重要的是此方法只能解決給煤機變頻調速系統低電壓問題，對電壓過高造成的變頻調速系統停機故障問題無法解決。
【實用新型內容】
[0005]基於【背景技術】存在的技術問題，本實用新型提出了一種給煤機抗電壓擾動電源系統。
[0006]本實用新型提出的一種給煤機抗電壓擾動電源系統，包括通斷元件、旁路迴路、支路三相線、儲存迴路和逆變迴路；
[0007]廠用電輸出端設有第一開關，第一開關分別通過通斷元件和旁路迴路連接負載，旁路迴路上設有第一聯動開關；
[0008]儲存迴路包括三相橋式整流電路和儲能元件，支路三相線上安裝有第二開關;支路三相線第一端與負載連接，其第二端通過三相橋式整流電路連接儲能元件；
[0009 ]逆變迴路包括六個電晶體，六個電晶體與三相橋式整流電路中六個二極體--對應，各電晶體發射極和集電極分別連接對應的二極體的正負極，且電晶體為緣柵雙極型電晶體，二極體為IGBT內置二極體，電晶體和對應的二極體組成IGBT電路，電晶體基極連接驅動電路。
[0010]優選地，支路三相線上設有第二聯動開關，第二開關通過第二聯動開關連接三相橋式整流電路，且支路三相線的至少兩相線路上設有與第二聯動開關並聯的限流電阻。
[0011]優選地，第二聯動開關通過分別對應三相線路的第一電感、第二電感和第三電感連接三相橋式整流電路。
[0012]優選地，包括控制模塊，支路三相線上設有檢測三相電壓V1A、V1B、V1C的第一電壓檢測端，廠用電輸出三相線上設有檢測三相電壓V2A、V2B、V2C的第二電壓檢測端，控制模塊分別連接第一電壓檢測端、第二電壓檢測端和驅動電路，並根據第一電壓檢測端、第二電壓檢測端檢測到的三相電壓通過驅動電路控制IGBT電路工作。
[0013]優選地，儲能元件上並聯有電壓檢測元件VDC。
[0014]優選地，儲能元件包括第一電容和第二電容，第一電容的正極和第二電容的負極連接三相橋式整流電路，第一電容的負極連接第二電容的正極。
[0015]優選地，包括濾波電路，濾波電路一端連接支路三相線，另一端連接第一電容負極。
[0016]優選地，濾波電路採用LRC濾波電路。
[0017]優選地，還包括電流報警裝置，支路三相線上還設有檢測三相電流L3A、L3B、L3C的電流檢測端，電流報警裝置連接電流檢測端。
[0018]本實用新型採用旁路迴路、儲存迴路和逆變迴路為主組成一種給煤機抗電壓擾動電源系統。儲存迴路可在廠用電正常時為儲能元件充電，並且，當廠用電異常時，儲能元件可通過逆變迴路放電，對負載進行供電補償。
[0019]本實用新型提供的給煤機抗電壓擾動電源系統保證了給煤機變頻調速系統發生的暫態、動態或長時間電源進線電壓升高或者降低時，能夠可靠供電，即解決給煤機系統的高、低電壓穿越問題。
【附圖說明】
[0020]圖1為變頻調速系統的電路組成；
[0021]圖2為本實用新型提出的一種給煤機抗電壓擾動電源系統電路組成；
[0022]圖3本實用新型提出的一種給煤機抗電壓擾動電源系統第二聯動開關並聯三相限流電阻電路組成；
[0023]圖4本實用新型提出的一種給煤機抗電壓擾動電源系統另一種逆變電路連接方式電路組成。
【具體實施方式】
[0024]參照圖2，本實用新型提出的一種給煤機抗電壓擾動電源系統，包括通斷元件SCR1、旁路迴路、支路三相線、儲存迴路、逆變迴路、濾波電路和控制模塊。
[0025]廠用電輸出端設有第一開關SI，第一開關SI分別通過通斷元件SCRl和旁路迴路連接負載，本實施方式中，負載為給煤機變頻控制系統。旁路迴路上設有第一聯動開關KM1。當第一聯動開關KMl導通，廠用電通過旁路迴路為負載供電。
[0026]儲存迴路包括三相橋式整流電路和儲能元件，支路三相線上安裝有第二開關S2。支路三相線第一端與負載連接，其第二端通過三相橋式整流電路連接儲能元件。?0027] 本實施方式中，通斷元件SCRl採用雙向晶閘管，當通斷元件SCRl導通，廠用電通過通斷元件SCRl為負載供電，並通過通斷元件SCRl向儲存迴路供電。廠用電通過通斷元件SCRl輸送到支路三相線上的電壓通過三相橋式整流電路整流後輸送到儲能元件進行存儲。即，廠用電通過通斷元件和三相橋式整流電路向儲能元件充電。
[0028]支路三相線上設有第二聯動開關ΚΜ2，第二開關S2通過第二聯動開關ΚΜ2連接三相橋式整流電路，且參照圖2、圖3，支路三相線的至少兩相線路上設有與第二聯動開關ΚΜ2並聯的限流電阻R1。當儲能元件進行充電時，可斷開第二聯動開關ΚΜ2，如此，廠用電通過與第二聯動開關ΚΜ2並聯的限流電阻Rl向三相橋式整流電路輸送電流。限流電阻可對三相橋式整流電路和儲能元件提供限流保護。本實施方式中，儲能元件可謂電容組或者超極電容組。
[0029]本實施方式中，第二聯動開關ΚΜ2通過第一電感L1、第二電感L2和第三電感L3連接三相橋式整流電路。具體的，第一電感L1、第二電感L2和第三電感L3分別設置在支路三相線的三相線路上，並均連接在第二聯動開關ΚΜ2與三相橋式整流電路之間。
[°03°]逆變迴路包括六個電晶體，且六個電晶體與三相橋式整流電路中六個二極體--
對應，各電晶體發射極和集電極分別連接對應的二極體的正負極，且電晶體為緣柵雙極型電晶體(IGBT)，二極體為IGBT內置二極體，電晶體和對應的二極體組成IGBT電路，電晶體基極連接驅動電路。具體的，參照圖2、圖4，電晶體發射極和集電極可分別連接對應的二極體的正極和負極，電晶體發射極和集電極也可分別連接對應的二極體的負極和正極。
[0031]本實施方式中，通過驅動電路可控制IGBT電路通過電晶體導通還是通過二極體導通。具體地，當廠用電向儲能元件充電時，閉合第二開關S2，驅動電路驅動IGBT電路通過二極體導通，即實現全橋整流功能；當廠用電異常時，閉合第二開關S2和第二聯動開關ΚΜ2，驅動電路驅動IGBT電路通過電晶體導通，儲能元件放電並經過電晶體組成的逆變電路逆變為交流電後為負載供電。
[0032]本實施方式中，支路三相線上設有檢測三相電壓V1A、V1B、V1C的第一電壓檢測端，廠用電輸出三相線上設有檢測三相電壓V2A、V2B、V2C的第二電壓檢測端，控制模塊分別連接第一電壓檢測端、第二電壓檢測端和驅動電路，並根據第一電壓檢測端、第二電壓檢測端檢測到的三相電壓通過驅動電路控制IGBT電路工作。
[0033]本實施方式中，儲能元件上並聯有電壓檢測元件VDC，用於對儲能元件上的電壓進行實時檢測，以便實時掌握儲能元件儲能情況，避免儲能元件供電異常。控制模塊與電壓檢測元件VDC連接。本實施方式中，VDC兩端分別串聯有一個電阻進行限流保護。
[0034]當廠用電正常即第一電壓檢測端檢測值正常時，閉合第一開關SI和設置在負載電壓輸入端的第三開關S3，斷開第一聯動開關KMl，廠用電通過通斷元件SCRl為負載充電；此時，如果電壓檢測元件VDC檢測到儲能元件電壓較低，則控制模塊控制驅動電路驅動IGBT電路工作且通過二極體導通，以實現全橋整流功能為儲能元件充電；如果電壓檢測元件VDC檢測到儲能元件電壓較高，則控制模塊通過驅動電路控制IGBT電路停止工作。
[0035]當廠用電異常即第一電壓檢測端檢測值異常時，閉合第三開關S3、第二開關S2和第二聯動開關KM2，控制模塊控制驅動電路驅動IGBT電路工作且通過電晶體導通，以實現逆變功能協助儲能元件放電。
[0036]本實施方式中，控制模塊還根據第二電壓檢測端的檢測值控制驅動電路對IGBT電路的工作狀態進行調整，以保證充放電的可靠。
[0037]S卩，本實施方式中，儲存迴路為廠用電電壓正常時閉合SI，S2後，通過第一電阻Rl和進線電抗L1、L2、L3給電容組Cl，C2進行預充電，通過VDC檢測電容組兩端電壓，電壓升高到指定值後閉合KM2，電源裝置進入工作待機狀態。
[0038]廠用電出現短時電壓升高或者降低時，V2A、V2B、V2C用於檢測電源側電壓並將數據傳給控制模塊;控制模塊通過運算確定需要補償的電壓信息，並控制逆變迴路產生補償電壓，補償電壓經過第一電感L1、第二電感L2、第三電感L3、第二聯動開關KM2和第二開關S2進入主線路，補償的同時關斷SCRl，電壓恢復後，接通SCRl的同時關斷補償電壓，保證電源進線電壓升高或降低時變頻調速系統輸入電壓維持380V標準電壓，保證給煤機變頻控制系統主迴路和控制模塊能夠正常可靠工作。
[0039]本實施方式中，為儲能元件充電時，具體可閉合第二開關S2，斷開第二聯動開關，如此，廠用電通過與第二聯動開關KM2並聯的限流電阻Rl向三相橋式整流電路輸送電流，以便進行限流保護。儲能元件放電時，閉合第二開關S2和第二聯動開關KM2，避免電能浪費，提高儲能元件向負載供電的效率。
[0040]本實施方式中，儲能元件包括第一電容Cl和第二電容C2，第一電容Cl的正極和第二電容C2的負極連接三相橋式整流電路，第一電容Cl的負極連接第二電容C2的正極。濾波電路採用LRC濾波電路，其由依次串聯的電容電阻和電感組成，濾波電路一端連接支路三相線，另一端連接第一電容Cl負極。具體的，本實施方式中，濾波電路包括第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4和第四電感L4。
[0041 ]第三電容C3、第四電容C4和第五電容C5—端分別連接支路三相線的一相線路具體分別連接第一電感L1、第二電感L2和第三電感L3靠近第二聯動開關KM2的一端，第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4分別串聯在第三電容C3、第四電容C4和第五電容C5的另一端，第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4的另一端均連接第四電感L4，第四電感L4的另一端連接第一電容Cl負極。
[0042]濾波電路可在儲能元件充電或放電時進行電流濾波。
[0043]本實施方式中，當閉合第一開關SI和第一聯動開關KMl時，可斷開第二開關S2，此時，可對支路三相線、IGBT電路和儲能元件進行檢修。
[0044]本實施方式提供的給煤機抗電壓擾動電源系統，還包括電流報警裝置。支路三相線上還設有檢測三相電流L3A、L3B、L3C的電流檢測端，電流報警裝置連接電流檢測端。當電流檢測端檢測到三相電流L3A、L3B、L3C異常時，電流報警裝置進行報警，以便及時提醒工作人員檢修。
[0045]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，根據本實用新型的技術方案及其實用新型構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。
【主權項】
1.一種給煤機抗電壓擾動電源系統，其特徵在於，包括通斷元件(SCRl)、旁路迴路、支路三相線、儲存迴路和逆變迴路； 廠用電輸出端設有第一開關(SI)，第一開關(SI)分別通過通斷元件(SCRl)和旁路迴路連接負載，旁路迴路上設有第一聯動開關(KMl); 儲存迴路包括三相橋式整流電路和儲能元件，支路三相線上安裝有第二開關(S2);支路三相線第一端與負載連接，其第二端通過三相橋式整流電路連接儲能元件； 逆變迴路包括六個電晶體，六個電晶體與三相橋式整流電路中六個二極體--對應，各電晶體發射極和集電極分別連接對應的二極體的正負極，且電晶體為緣柵雙極型電晶體，二極體為IGBT內置二極體，電晶體和對應的二極體組成IGBT電路，電晶體基極連接驅動電路。2.如權利要求1所述的給煤機抗電壓擾動電源系統，其特徵在於，支路三相線上設有第二聯動開關(KM2)，第二開關(S2)通過第二聯動開關(KM2)連接三相橋式整流電路，且支路三相線的至少兩相線路上設有與第二聯動開關(KM2)並聯的限流電阻(Rl)。3.如權利要求2所述的給煤機抗電壓擾動電源系統，其特徵在於，第二聯動開關(KM2)通過分別對應三相線路的第一電感(LI)、第二電感(L2)和第三電感(L3)連接三相橋式整流電路。4.如權利要求1所述的給煤機抗電壓擾動電源系統，其特徵在於，包括控制模塊，支路三相線上設有檢測三相電壓V1A、V1B、V1C的第一電壓檢測端，廠用電輸出三相線上設有檢測三相電壓V2A、V2B、V2C的第二電壓檢測端，控制模塊分別連接第一電壓檢測端、第二電壓檢測端和驅動電路，並根據第一電壓檢測端、第二電壓檢測端檢測到的三相電壓通過驅動電路控制IGBT電路工作。5.如權利要求1所述的給煤機抗電壓擾動電源系統，其特徵在於，儲能元件上並聯有電壓檢測元件VDC。6.如權利要求1所述的給煤機抗電壓擾動電源系統，其特徵在於，儲能元件包括第一電容(Cl)和第二電容(C2)，第一電容(Cl)的正極和第二電容(C2)的負極連接三相橋式整流電路，第一電容(Cl)的負極連接第二電容(C2)的正極。7.如權利要求6所述的給煤機抗電壓擾動電源系統，其特徵在於，包括濾波電路，濾波電路一端連接支路三相線，另一端連接第一電容(Cl)負極。8.如權利要求7所述的給煤機抗電壓擾動電源系統，其特徵在於，濾波電路採用LRC濾波電路。9.如權利要求1所述的給煤機抗電壓擾動電源系統，其特徵在於，還包括電流報警裝置，支路三相線上還設有檢測三相電流L3A、L3B、L3C的電流檢測端，電流報警裝置連接電流檢測端。
【文檔編號】H02P27/08GK205725557SQ201620429136
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月11日
【發明人】李剛, 殷駿, 張 浩, 姚琦, 程琦, 謝芝東
【申請人】安徽立卓智能電網科技有限公司