導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇交流電源，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：交流電源，短路，電流，熔斷器

 

1、引言

某機(jī)交流電源系統(tǒng)由兩套獨(dú)立的交流發(fā)電系統(tǒng)組成，它保證向用電設(shè)備提供固定頻率和電壓的三相交流電。正常狀態(tài)下，兩個(gè)系統(tǒng)彼此獨(dú)立工作，分別向各自的負(fù)載匯流條供電。在單通道故障情況下，兩個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載可以互相轉(zhuǎn)換。每套電源系統(tǒng)都具有發(fā)電機(jī)接通、斷開的控制，電壓、頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)，過電壓、欠電壓、過頻、欠頻、過頻保護(hù)及系統(tǒng)轉(zhuǎn)換、相序鑒別等功能。在雙通道均故障的情況下，由交流變流器向用電設(shè)備提供應(yīng)急交流電源，保證用電設(shè)備的正常工作。地面交流電源通過交流地面電源插座及相序保護(hù)器將地面固定頻率和電壓的三相交流電送至機(jī)上左、右交流匯流條。

2、故障現(xiàn)象

某用電設(shè)備在接通地面交直流電源后進(jìn)行正常的通電檢查過程中，交流電壓表指示為零，交流電源突然斷電。

3、故障分析

將用電設(shè)備的各開關(guān)均恢復(fù)，斷開地面交流電源向用電設(shè)備供電的接頭，檢查地面交流電源的輸出，測(cè)量交流電壓為117V，地面交流電源工作正常。

由交流地面電源向機(jī)上供電原理圖（圖一所示）分析：

圖一

地面交流電不能向用電設(shè)備供電原因應(yīng)是交流接觸器盒中的地面電源接觸器（以下簡(jiǎn)稱接觸器）斷電不工作造成。接觸器工作電壓直流＋27V輸入端為左中心匯流條，接觸器負(fù)端經(jīng)過相序保護(hù)器與用電設(shè)備的殼體連接。

因此，初步認(rèn)為造成接觸器不工作的原因主要有以下三種：

其一是工作電壓線路短路，即：＋27V（地面直流電源）→左中心匯流條→左交流電源控制供電熔斷器（以下簡(jiǎn)稱熔斷器）→交流地面電源插座（F、E）→交流接觸器盒的P36插頭的1號(hào)針→接觸器的A端線路中有接地現(xiàn)象，造成熔斷器熔斷，致使接觸器無(wú)正電輸入，而停止工作；另外還有兩條可能造成短路的線路，即：＋27V（地面直流電源）→左中心匯流條→左交流電源控制供電熔斷器→控制保護(hù)器插頭1號(hào)孔（交流電源檢查插銷13孔）中如有短路現(xiàn)象也可以造成熔斷器熔斷，接觸器停止工作。

其二是接觸器B端地線斷路，即：接觸器的B→交流接觸器盒的P36插頭的2號(hào)針→相序保護(hù)器的5（10）號(hào)針→相序保護(hù)器的4（9）號(hào)針→用電設(shè)備的殼體線路中出現(xiàn)斷路，也可以造成接觸器工作線路不能構(gòu)成回路，致使接觸器不工作。

其三是成品故障，即熔斷器、接觸器、相序保護(hù)器和控制保護(hù)器中其一出現(xiàn)故障也會(huì)造成交流不供電。

綜合上面的分析，首先對(duì)機(jī)上線路進(jìn)行短路和斷路的檢查。測(cè)量中發(fā)現(xiàn)熔斷器已經(jīng)被熔斷，而其它線路導(dǎo)通正常，也沒有短路現(xiàn)象。換裝一個(gè)新的熔斷器，接通地面交直流電源，通電檢查系統(tǒng)供電正常。然后連續(xù)進(jìn)行兩次通電檢查工作，也未發(fā)現(xiàn)異常。

遂通知相關(guān)人員重新進(jìn)行該項(xiàng)檢查工作，當(dāng)專業(yè)人員接通油泵車（一種地面向用電設(shè)備輸送液壓油的裝置）時(shí)，交流電再次突然斷電，交流電壓表突然指零，拆下熔斷器測(cè)量，發(fā)現(xiàn)其已被熔斷。論文參考網(wǎng)。由于該現(xiàn)象再次出現(xiàn)，于是對(duì)用電設(shè)備的線路進(jìn)行全面重新測(cè)量，并將相關(guān)的成品進(jìn)行檢查。論文參考網(wǎng)。測(cè)量發(fā)現(xiàn)機(jī)上線路并沒有出現(xiàn)短路和斷路情況，相關(guān)成品經(jīng)有關(guān)單位檢查均工作正常。然后對(duì)各插頭進(jìn)行清理，并重新安裝、固定。換裝一個(gè)新的交流接觸器盒和一個(gè)熔斷器后，通電檢查工作正常。

再次通知相關(guān)專業(yè)進(jìn)行該項(xiàng)檢查工作，同第二次現(xiàn)象一樣，當(dāng)專業(yè)人員接通油泵車時(shí)，交流電源再一次出現(xiàn)斷電現(xiàn)象。檢查發(fā)現(xiàn)熔斷器再次被熔斷。連續(xù)燒壞三個(gè)熔斷器，而線路測(cè)量又都正常，該如何解釋被燒壞的三個(gè)熔斷器呢？為了能將造成熔斷器熔斷的真實(shí)原因弄清楚，決定在換裝另外一個(gè)新的熔斷器基礎(chǔ)上，在中心匯流條至熔斷器線路中串聯(lián)一塊電流表，用以觀察是線路中電流的變化。測(cè)試工作準(zhǔn)備好以后，專業(yè)人員先進(jìn)行通電，此時(shí)電流指示為0.3A（正常值）。論文參考網(wǎng)。準(zhǔn)備工作結(jié)束后，通知專業(yè)人員接通相關(guān)的設(shè)備，當(dāng)各個(gè)專業(yè)將設(shè)備接好后，電流表的電流驟然間增大到18.27A，持續(xù)一段時(shí)間（3秒左右）后，電流消失。保持座艙各開關(guān)及油泵車所在狀態(tài)，斷開座艙總電門，測(cè)量熔斷器發(fā)現(xiàn)其再次被熔斷。

為了準(zhǔn)確的進(jìn)行故障定位，決定依次斷開所接通的開關(guān)及設(shè)備，確定造成故障的原因。當(dāng)依次斷開座艙各開關(guān)，接通總電門時(shí)，觀察電流表指示仍然為18.27A。當(dāng)拔掉油泵車供油管接嘴，接通總電門后，發(fā)現(xiàn)電流表的指示為0.3A。然后依次接通座艙內(nèi)與交聯(lián)工序相應(yīng)的開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流仍為0.3A。當(dāng)接通油泵車接嘴后，電流又驟變至18.18A，現(xiàn)象很明顯，線路的短路是由油泵車造成的，然而油泵車和交流電源系統(tǒng)是兩個(gè)根本毫無(wú)關(guān)系的系統(tǒng)，怎么會(huì)造成機(jī)上線路短路呢？

從現(xiàn)象上看，造成短路的原因是接通油泵車引起的，而從原理上確找不到合理的解釋。短路是要構(gòu)成回路的，表面上看油泵車是如何也不能構(gòu)成短路條件的。從油泵車的結(jié)構(gòu)及其工作原理我們知道，油泵車所使用的是廠房?jī)?nèi)380V的交流電，其地線是保護(hù)地與用電設(shè)備殼體相連；地面電源也使用廠房?jī)?nèi)的380V交流電，地線也同樣是保護(hù)地并與用電設(shè)備殼體相連。兩者在保護(hù)地上是關(guān)聯(lián)的，也就是說兩者是導(dǎo)通的。而用電設(shè)備的線路是經(jīng)過地面電源插座的F、E與接觸器相連的，如果F、E與電源車的電源車殼體相連，就會(huì)形成圖二所示這樣的回路。

圖二

而實(shí)際測(cè)量發(fā)現(xiàn)F、E與電源車殼體確如所分析被焊接在電源車殼體上，因此就形成以下回路：正電＋28.5V→左中心匯流條→左交流電源控制供電熔斷器→地面電源檢查插座F、E→電源車殼體→保護(hù)地→油泵車殼體→油泵車供油管內(nèi)部鋼絲→用電設(shè)備殼體地。即在用電設(shè)備殼體上構(gòu)成一個(gè)完整的回路，此回路即是造成供電線路短路的真正原因。將F、E與電源車殼體脫離，并進(jìn)行絕緣處理后，重新接通地面交、直流電源，進(jìn)行該項(xiàng)通電檢查工作，一切正常。

篇2

關(guān)鍵詞：福島；核電廠；移動(dòng)電源；柴油發(fā)電機(jī)組

中圖分類號(hào)：TM623 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2013）05-0044-03

近幾十年全球環(huán)境變化劇烈，各種特大自然災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，公眾對(duì)核電的安全性越來(lái)越關(guān)注，當(dāng)局對(duì)核電廠運(yùn)行的安全性要求也越來(lái)越高。為此，核電廠應(yīng)針對(duì)各種大型自然災(zāi)害引起的超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故工況做好充分準(zhǔn)備。我國(guó)目前有數(shù)十座已建和在建核電廠，廠址均在沿海地區(qū)，在面臨嚴(yán)重自然災(zāi)害的情況下，特別是像日本福島特大地震和特大海嘯疊加的自然災(zāi)害時(shí)，可能存在因失去場(chǎng)內(nèi)外電源而引發(fā)核事故的潛在危險(xiǎn)。

本文通過對(duì)普通移動(dòng)式交流電源的選型配置、設(shè)計(jì)方案、功能配套和運(yùn)行操作等方面的研究，結(jié)合核電廠安全運(yùn)行和日常管理的特殊要求，提出能夠適用于國(guó)內(nèi)核電廠的移動(dòng)式應(yīng)急交流電源的方案，可在原有應(yīng)急電源在超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)運(yùn)行工況下發(fā)生共模故障失效后起到短期電源供應(yīng)，滿足應(yīng)急電源保障的安全性要求，降低嚴(yán)重事故發(fā)生的概率，使核電廠原有的安全性得到進(jìn)一步加強(qiáng)。

1 背景分析

2011年3月11日，日本發(fā)生了由特大地震和特大海嘯災(zāi)害疊加引起的福島核電廠核事故。地震發(fā)生時(shí)，福島第一核電廠1-3號(hào)機(jī)組運(yùn)行，4-6號(hào)機(jī)組換料大修，地震使核電廠同時(shí)失去正常廠用電和外部電源，此時(shí)，運(yùn)行中的機(jī)組啟動(dòng)自動(dòng)停堆程序，應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)向余熱導(dǎo)出系統(tǒng)供電，特大地震使3臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組失效，但仍有10臺(tái)能維持正常運(yùn)轉(zhuǎn)，滿足機(jī)組安全停堆要求。

約1h后的海嘯侵襲，使得其中9臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)和配電設(shè)備（1-4號(hào)機(jī)組布置于常規(guī)島或核島之下）受到海水浸泡，從而導(dǎo)致冷卻水泵和電機(jī)受到損壞而停止工作，僅剩1臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組向5、6號(hào)機(jī)組供電， 5、6號(hào)機(jī)組的自動(dòng)停堆程序得以維持運(yùn)行，因此，這2臺(tái)機(jī)組未像1-4號(hào)機(jī)組一樣發(fā)生氫爆。

雖然福島電站后來(lái)也臨時(shí)調(diào)來(lái)了移動(dòng)式應(yīng)急電源，但因接口不匹配而無(wú)法使用；重新施工從外部引入電源耗時(shí)較長(zhǎng)，從而錯(cuò)過最佳救援時(shí)機(jī)而釀成特大事故。鑒于此，“確保緊急情況下的電源”被日本政府列入福島事故的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)之一。

對(duì)比國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的已建和在建核電廠，核電廠內(nèi)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組的固定安裝位置的一般在絕對(duì)標(biāo)高9.0～10.0 m的水平上，同樣處于海拔高度較低的位置，如面臨福島遭受到的特大地震和特大海嘯沖擊，仍可能存在較大的失效風(fēng)險(xiǎn)。

核電廠除了可通過設(shè)置多類應(yīng)急電源、采用環(huán)境適應(yīng)性高的配電盤和電池充電用電動(dòng)機(jī)、增加高位應(yīng)急電源等措施來(lái)增加原有應(yīng)急電源的可靠性外，對(duì)于現(xiàn)有已建和在建核電廠，還應(yīng)考慮配備具備系統(tǒng)獨(dú)立、分散存放、機(jī)動(dòng)靈活、快速響應(yīng)、多臺(tái)快速并聯(lián)大功率輸出等優(yōu)勢(shì)突出的移動(dòng)式應(yīng)急電源裝置。作為核電廠原有應(yīng)急電源的補(bǔ)充和后備，移動(dòng)式移動(dòng)電源可在原有應(yīng)急電源在超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故工況下失效后起到短期電源保障的作用，以降低嚴(yán)重事故發(fā)生的概率，進(jìn)一步加強(qiáng)核電廠安全可靠性。

2 常規(guī)移動(dòng)電源現(xiàn)狀

目前，國(guó)內(nèi)的移動(dòng)電源在石化、通信、電力等諸多行業(yè)有著廣泛和成熟的應(yīng)用，并有多種配置方式：按電源種類可劃分為移動(dòng)式蓄電池組、移動(dòng)式汽油發(fā)電機(jī)組、移動(dòng)式柴油發(fā)電機(jī)組、移動(dòng)式燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組等；按車輛形式可劃分為手推車式、底盤拖車式、掛車式移動(dòng)電源。

從國(guó)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)水平和各行業(yè)使用業(yè)績(jī)來(lái)看，對(duì)于容量不超過2 000 kW的移動(dòng)電源設(shè)備，國(guó)內(nèi)已具備較為成熟的供貨和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)；但對(duì)于容量超過2 000 kW的移動(dòng)電源設(shè)備，一方面是市場(chǎng)需求不足，另一方面，因柴油機(jī)一體化程度降低，國(guó)內(nèi)制造和成套水平不足，目前尚無(wú)成熟的供貨和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。

3 核電廠移動(dòng)式應(yīng)急電源配置技術(shù)要求

3.1 廠區(qū)內(nèi)布置

為使移動(dòng)式應(yīng)急電源能承受地震和洪水的疊加效應(yīng)，該移動(dòng)電源日常應(yīng)存放于抗震和防水的儲(chǔ)存廠房?jī)?nèi)，儲(chǔ)存廠房應(yīng)選擇高于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)洪水位至少10 m以上的地點(diǎn)，且應(yīng)設(shè)置在離核電廠房直線距離至少1 km以外。

儲(chǔ)存廠房應(yīng)配有通風(fēng)、照明、消防、起吊等配套設(shè)施，同時(shí)還應(yīng)包括電源設(shè)備的試驗(yàn)及工具間。

同時(shí)廠區(qū)內(nèi)還應(yīng)考慮設(shè)置多條抗震道路以符合專用交通的安全性、可達(dá)性和多樣性，且專用交通道路應(yīng)盡量保證減少?gòu)澋篮瓦^陡區(qū)段。

另外，為分散共模失效的風(fēng)險(xiǎn)，保證震后設(shè)備使用的有效性，也應(yīng)考慮該移動(dòng)電源設(shè)備在廠區(qū)內(nèi)進(jìn)行分散布置。

3.2 日常管理

移動(dòng)電源應(yīng)進(jìn)行日常維護(hù)，保證處于熱備用狀態(tài)，以便緊急情況下能夠快速投入使用；移動(dòng)電源應(yīng)定期進(jìn)行啟動(dòng)試驗(yàn)和滿載試驗(yàn)，在移動(dòng)電源車庫(kù)內(nèi)設(shè)移動(dòng)或固定式試驗(yàn)負(fù)載，或設(shè)計(jì)為可并網(wǎng)模式進(jìn)行定期試驗(yàn)，以保障機(jī)組性能。在定期試驗(yàn)的同時(shí)，對(duì)于連接電纜應(yīng)定期檢查絕緣等狀態(tài)參數(shù)，以保證連接電纜的可靠性。

同時(shí)，核電廠還應(yīng)定期組織移動(dòng)電源的應(yīng)急演習(xí)，以保證操作人員的熟練操作。核電廠運(yùn)行與應(yīng)急管理規(guī)程中應(yīng)對(duì)移動(dòng)電源的人員配備、應(yīng)急準(zhǔn)備、車輛啟動(dòng)、抵達(dá)時(shí)間評(píng)估、路線選擇、運(yùn)行操作等要求作出規(guī)定。

3.3 供電時(shí)間

從緩解事故影響的角度來(lái)看，移動(dòng)電源應(yīng)盡可能具備長(zhǎng)時(shí)運(yùn)行能力。結(jié)合國(guó)內(nèi)核電廠外部電源恢復(fù)的強(qiáng)制時(shí)間要求，移動(dòng)電源應(yīng)具備至少72 h的長(zhǎng)時(shí)不間斷持續(xù)運(yùn)行能力，并能通過在線燃料補(bǔ)給或在線充電等方式延長(zhǎng)供電時(shí)間，為恢復(fù)外電源、防止LOCA等發(fā)揮作用。

3.4 啟動(dòng)和停機(jī)

每套移動(dòng)式電源設(shè)備應(yīng)配備兩套獨(dú)立完整的啟動(dòng)系統(tǒng)，以提高冗余程度來(lái)增加設(shè)備啟動(dòng)可靠性。

移動(dòng)電源應(yīng)通過手動(dòng)操作啟停，且應(yīng)具有緊急停機(jī)裝置和滿足低溫條件下啟動(dòng)的措施。當(dāng)移動(dòng)電源發(fā)生起動(dòng)不成功或運(yùn)行中發(fā)生故障而停機(jī)時(shí)，應(yīng)能發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)，如就地報(bào)警或者短信通知等告知運(yùn)行操作人員當(dāng)前機(jī)組狀態(tài)。

3.5 抗震和減震

移動(dòng)電源設(shè)備自身及其輔助設(shè)備均應(yīng)考慮采用抗震結(jié)構(gòu)，與外部承載箱體的連接和安裝也應(yīng)采用減震系統(tǒng)，并通過承載箱體與車輛底盤進(jìn)行二級(jí)防震處理，以滿足抗震和減震要求。

同時(shí)，為進(jìn)一步保證移動(dòng)電源設(shè)備的抗震或減震能力，應(yīng)通過設(shè)置擋板、拉鎖等裝置，在儲(chǔ)存廠房?jī)?nèi)設(shè)置防溜車、防側(cè)翻等輔助機(jī)械設(shè)施。

3.6 全天候工作

移動(dòng)電源整體布局應(yīng)采用在特殊路況下運(yùn)輸和使用中優(yōu)先保護(hù)電源機(jī)組的方式，以減少機(jī)組的故障，延長(zhǎng)使用壽命，并預(yù)留合理的燃料補(bǔ)給箱、電纜絞盤和日常維護(hù)作業(yè)的操作空間；整車應(yīng)配置可調(diào)節(jié)液壓或機(jī)械支撐系統(tǒng)，通過四點(diǎn)或更多支撐以減輕車輛輪胎在作業(yè)中的承重受壓；通過調(diào)節(jié)手搖桿或液壓桿的支撐高度，以維持在不平整地面停放車輛時(shí)的整體水平度，并在車輛長(zhǎng)時(shí)間不用時(shí)，保護(hù)車輛輪胎及懸架系統(tǒng)。

移動(dòng)電源承載廂體應(yīng)采用全封閉結(jié)構(gòu)，可充分做到防雨、防塵、隔熱、防火、防銹、降噪；電源機(jī)組與廂體、控制系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、交直流輸入輸出系統(tǒng)等應(yīng)配有與車架組成的可靠接地，配有接地線及接地樁，電源車照明和檢修用電部分有相應(yīng)的漏電保護(hù)系統(tǒng)；高溫部分結(jié)構(gòu)應(yīng)使用防火、阻燃、隔熱材料，如有消聲器裝置，其結(jié)構(gòu)必須避免聚火的可能性，同時(shí)，車廂內(nèi)可設(shè)置智能式消防滅火系統(tǒng)，并必須配備不少于兩套滅火器。

車輛的改裝、外部升降式燈柱和外部警報(bào)裝置的增設(shè)應(yīng)符合交通法規(guī)的要求。

總體上移動(dòng)電源應(yīng)操作簡(jiǎn)便，堅(jiān)固耐用，可全天候開展應(yīng)急工作。

3.7 電力接口

移動(dòng)電源設(shè)備與廠內(nèi)原有配電系統(tǒng)相連的外部接口應(yīng)設(shè)置在便于移動(dòng)電源到達(dá)的位置，并滿足防水和抗震要求，且不應(yīng)影響原有系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

移動(dòng)式電源設(shè)備也可通過連接電纜直連應(yīng)急母線的方式實(shí)現(xiàn)快速敷設(shè)和連接，接頭可采用快速插頭或銅鼻子方式安裝，對(duì)于中壓移動(dòng)電源的輸出電力電纜接口連接，不宜采用專有插頭。

對(duì)于日常情況下移動(dòng)電源本身因熱備用所需要的電力供應(yīng)，應(yīng)在移動(dòng)電源設(shè)備本身設(shè)置對(duì)外接口與儲(chǔ)存廠房?jī)?nèi)供電電源的連接

4 核電廠移動(dòng)應(yīng)急電源建議方案

4.1 移動(dòng)電源選擇

考慮全廠失電疊加廠內(nèi)原有應(yīng)急發(fā)電機(jī)組全部失效的極端情況下，移動(dòng)應(yīng)急電源起到替代廠內(nèi)原有應(yīng)急發(fā)電機(jī)組的全部或部分功能，在規(guī)定的不干預(yù)時(shí)間內(nèi)，為冷卻水泵或維持軸封水泵進(jìn)行供電，保障事故應(yīng)急的電源需求，同時(shí)也為廠內(nèi)部分測(cè)量、監(jiān)視、控制等負(fù)荷進(jìn)行供電，起到緩解事故的作用。

然而，由于各個(gè)核電廠堆型的區(qū)別，電源下游負(fù)荷均有不同，因此，各核電廠的負(fù)荷需求應(yīng)根據(jù)其所配置的安全設(shè)施進(jìn)行分析，以尋找市場(chǎng)上較合適的電源設(shè)備。

目前雖然無(wú)法具體計(jì)算各類核電廠中不同事故工況下的負(fù)荷需求，但可以明確，事故工況下的電源設(shè)備應(yīng)保證容量水平盡量大，從而應(yīng)對(duì)事故情況下出現(xiàn)部分不可預(yù)想的負(fù)荷需求。

根據(jù)現(xiàn)有市場(chǎng)上的成熟設(shè)備，以滿足總結(jié)出可能的移動(dòng)電源設(shè)備如下：

蓄電池組具有維護(hù)便利等優(yōu)點(diǎn)，也適用于部分應(yīng)用范圍，但因其壽命較短，負(fù)荷范圍和供電時(shí)間有限，加之對(duì)運(yùn)行環(huán)境要求嚴(yán)格等因素，不宜選作移動(dòng)式應(yīng)急電源。

燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組因在尺寸和重量方面相比同功率水平的柴油發(fā)電機(jī)組要小，在要求功率較高和空間較狹小的情況下，燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組具備優(yōu)勢(shì)，但因其經(jīng)濟(jì)性較差，其應(yīng)用范圍相對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組要小。因此本文推薦采用成熟的移動(dòng)式柴油發(fā)電機(jī)組。

4.2 移動(dòng)式柴油發(fā)電機(jī)組

移動(dòng)式柴油發(fā)電機(jī)組可選擇廂式、箱裝式機(jī)組。箱裝體可采用牽引重型卡車移動(dòng)，或直接安裝在汽車上。采用牽引拖掛車時(shí)，箱裝體底部應(yīng)裝有車輪和液壓或機(jī)械支撐及其他固定裝置。

廂式電源機(jī)組本體應(yīng)通過減振器安裝在箱裝體底座上，如采用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)組，則進(jìn)氣可采用廂體內(nèi)進(jìn)氣，排氣經(jīng)排氣管排至廂體外；冷卻水散熱器安裝在箱裝體的前部，以便于散熱空氣的排出。散熱器風(fēng)扇兼作箱裝體通風(fēng)的排風(fēng)扇，通風(fēng)入口盡量設(shè)置在發(fā)電機(jī)側(cè)的前頂部，便于發(fā)電機(jī)的散熱，另外設(shè)有補(bǔ)水接口。

為延長(zhǎng)供電時(shí)間需配備較大容量的燃油箱，但燃油箱過大將使機(jī)組整體體積、重量增大，影響其機(jī)動(dòng)性能。根據(jù)設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需求情況，車載油箱應(yīng)急時(shí)間可按常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定為4～8 h左右，并考慮利用原有固定式柴油發(fā)電機(jī)組的油箱或者外部油罐車等為其提供在線補(bǔ)給。

燃油箱設(shè)有液位指示、補(bǔ)油接口，液位指示等，補(bǔ)油接口設(shè)在箱裝體的外側(cè)，補(bǔ)油接口采用快接接口，在必要的情況下可增加手動(dòng)補(bǔ)油泵。

移動(dòng)式柴油發(fā)電機(jī)組的啟動(dòng)系統(tǒng)可設(shè)置為雙冗余系統(tǒng)，每套系統(tǒng)均包括：起動(dòng)蓄電池組、起動(dòng)馬達(dá)（含啟動(dòng)控制器）或者采用壓縮空氣系統(tǒng)完成機(jī)組的啟動(dòng)。蓄電池組充電備用時(shí)，應(yīng)采用直流配電設(shè)備由外部正常電源進(jìn)行充電，機(jī)組運(yùn)行后由柴油機(jī)自帶的充電機(jī)進(jìn)行充電；采用壓縮空氣系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)考慮空氣罐內(nèi)的氣壓條件是否能改保證滿足啟動(dòng)要求。

電氣設(shè)備安裝在遠(yuǎn)離散熱器的一側(cè)，發(fā)電輸出由出口開關(guān)柜進(jìn)行分合控制，出口開關(guān)柜盡量靠近發(fā)電機(jī)側(cè)，并盡量采用銅排聯(lián)接，發(fā)電輸出與電廠的接線端子設(shè)置在箱裝體的外側(cè)。

柴油發(fā)電機(jī)組的控制、保護(hù)、監(jiān)測(cè)由發(fā)電機(jī)控制柜和機(jī)組控制柜完成，同時(shí)，熱工參數(shù)監(jiān)測(cè)、指示也應(yīng)在箱裝體外側(cè)設(shè)置有機(jī)組起動(dòng)、停機(jī)等操作面板。

移動(dòng)電源整車參考外形如表1所示。

對(duì)于電力負(fù)荷較高的情況，可采取多車并機(jī)的方式以滿足要求。并機(jī)方式需要增加并機(jī)功能控制器、開關(guān)，并機(jī)模塊間可通過總線進(jìn)行快速連接，避免出錯(cuò)并減少現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急發(fā)電準(zhǔn)備時(shí)間。

5 其他關(guān)注的重要問題

本文僅對(duì)核電廠移動(dòng)電源提出初步方案，具體到一個(gè)目標(biāo)核電廠，需對(duì)該核電廠原有應(yīng)急電源、廠址條件、原設(shè)計(jì)基準(zhǔn)等進(jìn)行分析論證，綜合設(shè)計(jì)院、業(yè)主、運(yùn)營(yíng)單位的具體情況等諸多因素確定該核電廠的移動(dòng)式電源。

核電廠建設(shè)需嚴(yán)格遵守法律法規(guī)，因此須盡快制定核電廠移動(dòng)式電源標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對(duì)移動(dòng)式電源的車輛以及電源設(shè)備抗震能力的檢驗(yàn)方法、工作范圍和負(fù)荷特性、電源輸出接口等方面進(jìn)行規(guī)范。

核電廠運(yùn)營(yíng)規(guī)范也需增加對(duì)移動(dòng)式電源的日常管理、保養(yǎng)、日常的演練演習(xí)、事故情況下的介入時(shí)機(jī)等相關(guān)規(guī)定。

6 結(jié) 論

①國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的已建和在建核電廠增配移動(dòng)式應(yīng)急電源，是保障核電廠在面臨嚴(yán)重自然災(zāi)害所導(dǎo)致的超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故時(shí)應(yīng)急電源供應(yīng)的有效方法，可為救援爭(zhēng)取先機(jī)，從而使核電廠的安全性得到進(jìn)一步提升。

②增配移動(dòng)式應(yīng)急電源，可大大降低現(xiàn)有已建和在建核電廠為應(yīng)對(duì)嚴(yán)重自然災(zāi)害引起的超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故而必須進(jìn)行的對(duì)原有應(yīng)急電源的改進(jìn)或改造升級(jí)費(fèi)用，保證核電廠在很短時(shí)間內(nèi)完成升級(jí)改造，滿足當(dāng)局對(duì)核安全的要求。

③國(guó)內(nèi)移動(dòng)式電源種類繁多，市場(chǎng)供應(yīng)成熟，只需很短的時(shí)間按核電廠要求進(jìn)行改進(jìn)、改裝，即可作為現(xiàn)有核電廠應(yīng)急電源投入使用。

篇3

【關(guān)鍵詞】試驗(yàn)變壓器；串聯(lián)諧振設(shè)備；電力變壓器；特點(diǎn)

【中圖分類號(hào)】TM832【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1006-4222（2015）23-0181-02

前言

對(duì)于特高壓輸電技術(shù)和絕緣的研究需要使用特定的特高壓交流試驗(yàn)電源，而隨著特高壓輸電技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)于特高壓交流試驗(yàn)電源的要求也越來(lái)越高，一般來(lái)說，特高壓交流試驗(yàn)電源需要更大的工作電壓和充電容量，能為試驗(yàn)提供更多的輸入電壓和電源容量，同時(shí)能在標(biāo)準(zhǔn)工作電壓下長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，符合相應(yīng)的絕緣水平的標(biāo)準(zhǔn)要求。在試驗(yàn)頻率上要高于工作頻率，能適應(yīng)電壓調(diào)整并且能沖擊合閘。因此對(duì)于特高壓交流試驗(yàn)電源不同類型電源進(jìn)線特點(diǎn)研究和比較顯得極為重要。

1特高壓交流試驗(yàn)電源特點(diǎn)探討

1.1試驗(yàn)變壓器

1.1.1電壓和電源容量

試驗(yàn)變壓器一般來(lái)說包括單級(jí)式試驗(yàn)變壓器和串級(jí)式試驗(yàn)變壓器，串級(jí)式試驗(yàn)變壓器能滿足三相組的電流和電壓需求。從電壓的角度來(lái)看，試驗(yàn)變壓器的輸出電流較小，輸入容量受到嚴(yán)格的控制，因此電源容量較小，而利用串級(jí)式試驗(yàn)變壓器提高電源容量在理論層面可行，但是從經(jīng)濟(jì)性和操作可行性的角度來(lái)看并不現(xiàn)實(shí)，經(jīng)濟(jì)效率較低，而且實(shí)際意義不大。

1.1.2運(yùn)行方式和絕緣效果

試驗(yàn)變壓器是運(yùn)行效果并不算優(yōu)異，由于其自身的散熱性能的影響，并不能長(zhǎng)期的運(yùn)行，而且絕緣系數(shù)較小，絕緣效果不理想，并不能滿足絕緣要求，在大氣電壓和操作電壓增大的同時(shí)很難做出相應(yīng)的調(diào)整。

1.1.3輸入頻率

試驗(yàn)變壓器的輸入頻率采用工頻源輸入，利用調(diào)壓器來(lái)調(diào)節(jié)電壓。試驗(yàn)變壓器經(jīng)濟(jì)效益好，適用于容量較小的短時(shí)間試驗(yàn)。

1.2串聯(lián)諧振設(shè)備

1.2.1電壓和電源容量

串聯(lián)諧振設(shè)備主要適用于單相高電壓的試驗(yàn)，在三相電壓試驗(yàn)中并不能應(yīng)用，而且在一定程度上根據(jù)具體的調(diào)節(jié)情況，數(shù)據(jù)分析可以選擇其中一相來(lái)進(jìn)行分析，在每一相都對(duì)稱的情況下，選擇哪一相對(duì)整體結(jié)果影響都不大，而三相電壓試驗(yàn)中三相負(fù)荷并不對(duì)稱，選擇其中一相很難準(zhǔn)確。從具體的特高壓交流試驗(yàn)中可以看出，對(duì)負(fù)荷特性的要求較高，尤其是不能影響品質(zhì)因素，而串聯(lián)諧振設(shè)備對(duì)三相串聯(lián)諧振回路的調(diào)節(jié)很困難。串聯(lián)諧振設(shè)備主要的原理就是諧振原理，利用電感補(bǔ)償容性來(lái)調(diào)節(jié)無(wú)功功率，利用較小的輸入電源來(lái)達(dá)到較好的試驗(yàn)效果，但是串聯(lián)諧振設(shè)備主要還是適合容性容量較小的試驗(yàn)。

1.2.2運(yùn)行方式和絕緣效果

串聯(lián)諧振設(shè)備本身具有散熱裝置，能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，但是絕緣系數(shù)較小，絕緣效果不理想，并不能滿足絕緣要求，在大氣電壓和操作電壓增大的同時(shí)很難做出相應(yīng)的調(diào)整。

1.2.3輸入頻率

串聯(lián)諧振設(shè)備的回路主要有工頻串聯(lián)諧振回路和變頻串聯(lián)諧振回路，兩種不同的回路的輸入頻率不同。工頻串聯(lián)諧振回路一般來(lái)說，需要選擇工頻源，然后通過對(duì)電感量和電壓的調(diào)節(jié)來(lái)達(dá)到諧振效果，而變頻串聯(lián)諧振回路利用調(diào)節(jié)變頻裝置源來(lái)調(diào)節(jié)如初頻率，然后調(diào)節(jié)變頻范圍和電壓達(dá)到預(yù)期目的。串聯(lián)諧振設(shè)備適用于單相高電壓試驗(yàn)，并且容量較大。

1.3電力變壓器

1.3.1電壓和電源容量

電力變壓器本身的容量較大，尤其是和其他類型的特高壓交流試驗(yàn)電源來(lái)說容量更大，而且在實(shí)際的電力系統(tǒng)中應(yīng)用更為普遍。電力變壓器本身就是一種較為常見的交流試驗(yàn)電源，可以通過升壓變壓器將試驗(yàn)電壓進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)也能滿足三相組的要求，容量更大。對(duì)于電壓來(lái)說，由于輸入電流較大，因此輸出容量受到一定的限制，在具體的特高壓交流試驗(yàn)中可以降低電壓的空載損耗，選擇最小的限制容量，這樣能保證其長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

1.3.2運(yùn)行方式和絕緣效果

電力變壓器和試驗(yàn)變壓器的結(jié)構(gòu)有很大的差異，其中有較大的設(shè)計(jì)亮點(diǎn)，散熱能力和絕緣水平較好。電力變壓器能長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行，保證試驗(yàn)長(zhǎng)時(shí)間的工作，但是需要注意的是，如果電力變壓器的容量長(zhǎng)期比試驗(yàn)用的容量大會(huì)在一定程度上影響機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行成本，因此需要增加試驗(yàn)容量。在電力變壓器的絕緣效果上考慮，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)要求，能承受較大電壓的侵襲，絕緣效果較好，因此不需要進(jìn)一步的電壓限制措施。

1.3.3輸入頻率

電力變壓器的工頻源能滿足工頻頻率的要求，并且能滿足不同試驗(yàn)頻率的要求，也能將電源電壓進(jìn)行調(diào)整，產(chǎn)生變頻源，使其符合試驗(yàn)電壓的要求。電力變壓器能通過調(diào)壓器和調(diào)壓機(jī)組來(lái)進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)。電力變壓器經(jīng)濟(jì)效益較差，但是適應(yīng)能力強(qiáng)，適合大多數(shù)的特高壓交流試驗(yàn)。

2特高壓交流試驗(yàn)電源特點(diǎn)比較

特高壓交流試驗(yàn)電源中試驗(yàn)變壓器、串聯(lián)諧振設(shè)備和電力變壓器這三種特高壓交流試驗(yàn)電源的具體特點(diǎn)，從電壓和電源容量、運(yùn)行方式和絕緣效果、輸入頻率、適用范圍四個(gè)方面對(duì)這三種特高壓交流試驗(yàn)電源進(jìn)行比較，能直觀的看出每種交流電源的具體特點(diǎn)。通過對(duì)特高壓交流試驗(yàn)電源不同類型的比較，可以分析出每種交流電源的特點(diǎn)和適用范圍，同時(shí)也能根據(jù)具體的試驗(yàn)選擇不同類型的電源。在特高壓交流試驗(yàn)電源想選擇上可以從經(jīng)濟(jì)性、時(shí)間范圍和容量以及相數(shù)等方面選擇，通過不同指標(biāo)的綜合衡量選擇最佳的特高壓交流試驗(yàn)電源類型，能更好的保證試驗(yàn)效果，為特高壓輸電技術(shù)試驗(yàn)提供更為標(biāo)準(zhǔn)、穩(wěn)定的電源。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，特高壓交流試驗(yàn)電源主要包括試驗(yàn)變壓器、串聯(lián)諧振設(shè)備和電力變壓器這三種特高壓交流試驗(yàn)電源，通過對(duì)每種交流電源的特點(diǎn)分析，明確了每一種交流電源的特點(diǎn)和適用范圍，具體來(lái)說，試驗(yàn)變壓器經(jīng)濟(jì)效益好，適用于容量較小的短時(shí)間試驗(yàn)，串聯(lián)諧振設(shè)備適用于單相高電壓試驗(yàn)，并且容量較大，電力變壓器經(jīng)濟(jì)效益較差，但是適應(yīng)能力強(qiáng)，適合大多數(shù)的特高壓交流試驗(yàn)。根據(jù)三種特高壓交流試驗(yàn)電源的特點(diǎn)探討和比較能在之后的工作中根據(jù)實(shí)際情況選擇不同的電源，滿足試驗(yàn)的要求。

參考文獻(xiàn)

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篇4

關(guān)鍵詞：直流系統(tǒng) 交流不間斷電源系統(tǒng) 充電器 逆變器

中圖分類號(hào)：TG457.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）06（b）-0107-02

核電廠的直流系統(tǒng)作為斷路器的分閘、合閘回路，繼電保護(hù)裝置的操作、控制、信號(hào)和保護(hù)回路的工作電源，是核電廠廠用電系統(tǒng)最重要組成部分。220 V交流不間斷電源（UPS）系統(tǒng)是核電廠計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)以及安全保護(hù)設(shè)備必需的一種不間斷、高可靠的電源。直流系統(tǒng)和UPS系統(tǒng)對(duì)保證核反應(yīng)堆的安全運(yùn)行有著至關(guān)重要的作用，為了滿足單一故障準(zhǔn)則，核安全級(jí)的直流和交流不間斷電源系統(tǒng)需要冗余配置。并且電氣上隔離，實(shí)體上分隔。

1 直流和UPS系統(tǒng)的運(yùn)行

1.1 直流系統(tǒng)的運(yùn)行方式

在核電廠中，直流系統(tǒng)按電壓可以分為24 V、48 V、110 V和220 V四種等級(jí)，其中某些系統(tǒng)為核安全級(jí)，必須按照RCC-E標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)制造和試驗(yàn)。

核電工程的直流系統(tǒng)接線通常采用單母線分段形式，包括兩臺(tái)充電器和一組蓄電池，母聯(lián)開關(guān)將母線分為A和B兩段，A段母線上連接有一臺(tái)充電器、一組蓄電池和蓄電池試驗(yàn)回路；B段母線連接有另一臺(tái)充電器、微機(jī)絕緣監(jiān)測(cè)儀以及饋線回路。正常運(yùn)行時(shí)，由B段母線上的充電器向直流負(fù)荷供電，同時(shí)向蓄電池組浮充電，該充電器能提供最大持續(xù)負(fù)荷電流，同時(shí)維持蓄電池組端電壓不變。當(dāng)運(yùn)行的該臺(tái)充電器發(fā)生故障時(shí)，就地手動(dòng)切換到A段母線上的充電器，切換期間由蓄電池組為負(fù)荷進(jìn)行供電，為了提高供電的可靠性，兩臺(tái)充電器允許并聯(lián)運(yùn)行，中間不設(shè)機(jī)械閉鎖。直流系統(tǒng)進(jìn)線電源取自不同的380 V母線段。

蓄電池組工作在浮充電狀態(tài)時(shí)，它僅需提供瞬時(shí)尖峰負(fù)荷。一旦充電器或其交流電源故障，蓄電池組能夠向本系統(tǒng)全部直流負(fù)荷供電至少1 h。如果1 h后還未恢復(fù)充電器供電，則系統(tǒng)有可能失電。

蓄電池試驗(yàn)回路系統(tǒng)與直流系統(tǒng)相配套，用于檢驗(yàn)安裝在廠區(qū)內(nèi)的鉛酸蓄電池是否處于良好的工作狀態(tài)。當(dāng)直流系統(tǒng)停用時(shí)，即可進(jìn)行蓄電池10 h容量放電試驗(yàn)以及1 h核對(duì)性放電試驗(yàn)。放電電流可以在放電試驗(yàn)小車上進(jìn)行調(diào)節(jié)。

1.2 交流不間斷電源（UPS）系統(tǒng)的運(yùn)行方式

220 V交流不間斷電源（UPS）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如右圖所示，其主要有以下幾種工作模式：正常工作模式，電池工作模式，旁路工作模式和充電器工作模式。（如圖1）

正常工作模式下，由交流線路通過AC-DC整流電路、逆變器，向負(fù)載供電。交流線路欠壓或失電時(shí)，由蓄電池通過逆變器向負(fù)載供電。如果逆變器過載或者失效，靜態(tài)開關(guān)斷開逆變器通路，同時(shí)將負(fù)載與旁路回路接通。當(dāng)負(fù)載恢復(fù)正常，或者系統(tǒng)恢復(fù)供電條件時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)從旁路工作模式切換回正常工作模式。逆變器自動(dòng)跟蹤旁路電源的頻率并與旁路電源同步，當(dāng)旁路電源超出正常范圍50Hz±6%時(shí)，逆變器放棄跟蹤，轉(zhuǎn)為自動(dòng)調(diào)整輸出頻率為50 Hz。以上的相互切換，是靠控制靜態(tài)開關(guān)EA&EN來(lái)實(shí)現(xiàn)的。靜態(tài)開關(guān)切換時(shí)間不大于1 ms。以上的工作模式切換是調(diào)試的重要內(nèi)容，是保證對(duì)重要負(fù)荷不間斷電源供給的重要一環(huán)。

2 直流系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和功能

直流系統(tǒng)設(shè)備主要包括蓄電池、充電器、直流配電柜以及接地故障探測(cè)儀等。

2.1 蓄電池

目前，核電廠直流系統(tǒng)廣泛使用鉛酸蓄電池，鉛酸蓄電池由二氧化鉛（PbO2）的正極板、鉛（Pb）的負(fù)極板和密度為1.2～ 1.4 g/cm3的稀硫酸（H2SO4）電解液構(gòu)成。單個(gè)蓄電池的均衡充電電壓為2.30 V，浮充電電壓為2.23 V，事故放電終止電壓為 1.87 V。

蓄電池初次使用前必須進(jìn)行初充電。初充電可恒流充電或恒壓充電。蓄電池10 h容量放電試驗(yàn)和1 h核對(duì)性放電試驗(yàn)結(jié)束后，必須進(jìn)行補(bǔ)充電。此外為了使全列蓄電池的電解液密度、電壓均衡一致，還需進(jìn)行均衡充電。

對(duì)蓄電池的充放電試驗(yàn)和容量測(cè)試試驗(yàn)，應(yīng)根據(jù)廠家提供的操作說明書和相應(yīng)的規(guī)范來(lái)進(jìn)行。

2.2 充電器

直流系統(tǒng)充電器的整流模塊為三相橋式全控整流電路，包含電力二極管和可控硅。功率半導(dǎo)體用快速動(dòng)作高分?jǐn)嗄芰Φ娜蹟嗥鞅Ｗo(hù)。充電器裝有限流保護(hù)，防止充電器過熱及部件損壞。為滿足對(duì)蓄電池的充電要求，充電器還應(yīng)具有穩(wěn)壓、均流、限流以及輸出電壓可調(diào)等特性。

2.3 直流配電柜

核電廠直流配電柜常采用抽屜柜。共有三路進(jìn)線，其中兩路由充電器供電，一路由蓄電池組供電，正常運(yùn)行時(shí)只有一臺(tái)充電器向配電柜供電，同時(shí)經(jīng)直流母線向蓄電池組浮充電。當(dāng)充電器或其380 V交流電源故障時(shí)，則由蓄電池組向配電柜供電。

蓄電池進(jìn)線、充電器進(jìn)出線斷路器均配有延時(shí)動(dòng)作的電磁脫扣器，以使短路保護(hù)具有選擇性。

2.4 接地故障探測(cè)儀

直流系統(tǒng)接地故障探測(cè)器可連續(xù)地監(jiān)測(cè)系統(tǒng)絕緣完整性，它能夠測(cè)出母線電壓，各分支回路的正極、負(fù)極對(duì)地的電壓值和絕緣電阻值，發(fā)生故障時(shí)，可以指示故障極性及報(bào)警。

調(diào)試試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)分別在母線和各分支回路出線端中接一滑線電阻器（35～80 kΩ），調(diào)節(jié)滑線電阻器，當(dāng)其電阻值低于設(shè)定電阻值時(shí)，探測(cè)器上的紅燈亮并發(fā)出報(bào)警，同時(shí)液晶顯示屏上顯示發(fā)生接地故障的支路數(shù)和接地電阻值，同時(shí)通過DCS向主控室發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

3 交流不間斷電源（UPS）系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和功能

UPS系統(tǒng)包括逆變器、整流器、靜態(tài)開關(guān)、手動(dòng)旁路開關(guān)、隔離變、調(diào)壓變和交流配電屏等。

3.1 逆變器

UPS系統(tǒng)使用的逆變器單元主要由以下元件組成：逆變器、靜態(tài)開關(guān)EA&EN、三位手動(dòng)旁路開關(guān)和旁路變壓器。其中的逆變功能模塊由IGBT組成的電壓型單相全橋逆變電路完成，使用SPWM控制技術(shù)使輸出得到品質(zhì)優(yōu)良的正弦波。逆變器調(diào)試時(shí)，需要測(cè)量輸出波形并計(jì)算諧波總畸變（THD）以判斷是否達(dá)到性能要求。

3.2 整流器

380 V三相交流電通過隔離變和LC濾波后，輸入整流器轉(zhuǎn)化為直流電，再輸送給逆變器，由于在蓄電池回路加裝逆止二極管，整流器正常工作時(shí)，不對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，這樣能保證對(duì)逆變器負(fù)荷的能量供給。對(duì)于直接由直流系統(tǒng)供電的逆變系統(tǒng)，則沒有整流器設(shè)備。

3.3 靜態(tài)開關(guān)

靜態(tài)開關(guān)是實(shí)現(xiàn)逆變器輸出和旁路回路切換的裝置，當(dāng)UPS的輸出故障或負(fù)載異常時(shí)，逆變器的輸出可自動(dòng)的切換到旁路市電，切換也可以是手動(dòng)完成，手動(dòng)切換同樣無(wú)中斷供電。

4 結(jié)語(yǔ)

核電廠直流和UPS電源系統(tǒng)包含子系統(tǒng)很多，供電負(fù)荷也多。由于部分系統(tǒng)涉及到核安全，因此結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行方式靈活。在這些系統(tǒng)試驗(yàn)調(diào)試前，要做好充分的準(zhǔn)備，熟練掌握系統(tǒng)的設(shè)備、組成結(jié)構(gòu)、功能和運(yùn)行特性以及相關(guān)試驗(yàn)內(nèi)容和方法，才能確保調(diào)試工作順利進(jìn)行。

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篇5

（中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七四研究所，上海200031）

摘要：為滿足船上不同特性單相交流負(fù)載，特別是不控整流橋非線性負(fù)載的供電需求，使220 V單相交流供電具有強(qiáng)的抗電流沖擊的能力，運(yùn)用先進(jìn)的電力電子控制技術(shù)，研制了一種船用高性能單相交流不間斷電源裝置，討論其工作原理，并研究了關(guān)鍵技術(shù)。最后，通過原理樣機(jī)，驗(yàn)證了船用高性能單相交流不間斷電源裝置的優(yōu)越性能。

關(guān)鍵詞 ：船用電源裝置；單相交流；電流沖擊；不間斷電源

中圖分類號(hào)：TN86?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004?373X（2015）16?0149?03

收稿日期：2015?03?25

20世紀(jì)80年代以來(lái)，越來(lái)越多的計(jì)算機(jī)自動(dòng)化監(jiān)控設(shè)備運(yùn)用到船舶動(dòng)力、電力及通信等系統(tǒng)里，大大提升了船舶自動(dòng)化水平，同時(shí)，這對(duì)供電電源品質(zhì)及可靠性要求也越來(lái)越高[1?2]。當(dāng)主電網(wǎng)不正常或發(fā)生中斷故障時(shí)，輸出需不間斷供電以保證重要系統(tǒng)穩(wěn)定工作，即要求給負(fù)載提供不間斷的高質(zhì)量電源，其中包括220 V單相交流電源。單相交流不間斷電源裝置[3?5]，扮演著給船舶動(dòng)力、電力、通信等系統(tǒng)重要負(fù)載，不間斷提供穩(wěn)定的高質(zhì)量220 V單相交流電源的角色，但隨著自動(dòng)化程度的提高，各種特性負(fù)載不斷增多，也包括不控整流橋非線性負(fù)載[6?7]，其突加可帶來(lái)20 倍于額定值的沖擊電流，極易造成系統(tǒng)誤保護(hù)，因此，一般的單相交流不間斷電源裝置已不能滿足目前實(shí)船舶發(fā)展的需要。為了適應(yīng)船上220 V單相非線性負(fù)載的實(shí)際特性，保證負(fù)載順利啟動(dòng)及掛網(wǎng)負(fù)載正常工作，本文研制了一種船用高性能單相交流不間斷電源裝置，采用十二脈波整流、基于單極倍頻SPWM調(diào)制的電壓電流雙環(huán)數(shù)/?；旌夏孀兛刂萍半娫辞袚Q動(dòng)態(tài)跟蹤鎖相等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)良的輸出性能，具有較好地抗負(fù)載沖擊能力。

1 工作原理

船用高性能單相交流不間斷電源裝置原理框圖，如圖1所示，主要由十二脈波不控整流電路、逆變電路、充電電路、放電電路、電源切換控制電路、輔助電源電路和監(jiān)控系統(tǒng)等組成。主電路中，三相電網(wǎng)電壓經(jīng)EMI 濾波，通過Δ?Y/Δ型變壓器隔離降壓，經(jīng)由兩組不控整流橋十二脈波整流獲得逆變電路所需的250 V 直流母線電壓，再通過基于電壓電流雙環(huán)控制SPWM倍頻調(diào)制的單相全橋逆變電路，由輸出升壓變壓器和LC低通濾波輸出負(fù)載所需的220 V/50 Hz 單相正弦電壓。充電電路，輸入由母線電壓直接提供，采用一個(gè)具有恒壓恒流充電功能的Buck型充電電路，對(duì)蓄電池進(jìn)行充電；放電電路，采用Boost型升壓電路，輸出直接連接直流母線，提供逆變電路所需的直流母線電壓。電源切換控制電路，采用動(dòng)態(tài)跟蹤鎖相技術(shù)，實(shí)時(shí)采集跟蹤備電網(wǎng)電源相位，執(zhí)行機(jī)構(gòu)由雙向可控硅與功率繼電器組成，根據(jù)逆變控制單元DSP的控制信號(hào)動(dòng)作，保證負(fù)載突變致使沖擊電流過大等情況時(shí)，由逆變電路供電自動(dòng)切換到備電供電，切換過程中無(wú)相位差引起的電流過沖。

輔助電源電路，輸入由三相Δ/Y降壓變壓器及三相不控整流電路得到的80 V直流電壓，或者72 V蓄電池電壓不間斷提供，經(jīng)高頻化DC?DC變換后，輸出整個(gè)交流不間斷電源裝置控制所需的±15 V，+24 V，+15 V，-9 V與+5 V電源。

監(jiān)控系統(tǒng)，采用基于DSP TMS320LF2407A 的數(shù)字式監(jiān)控模式，對(duì)整個(gè)交流不間斷電源裝置進(jìn)行監(jiān)視與控制，人機(jī)界面則采用基于MCU ATmega128 的集成化液晶顯示方式，方便用戶操作。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 逆變電路設(shè)計(jì)

逆變電路設(shè)計(jì)，是船用高性能單相交流不間斷電源裝置具有強(qiáng)負(fù)載沖擊承受能力的技術(shù)保證。本文逆變電路主電路拓?fù)洳捎肐GBT 模塊組成的單相全橋式結(jié)構(gòu)，控制方式采用先進(jìn)的單極性倍頻SPWM 調(diào)制的電壓、電流雙閉環(huán)數(shù)/?；旌峡刂颇Ｊ?，功率器件工作頻率設(shè)定在20 kHz，以提升裝置承受負(fù)載沖擊的能力，降低高頻噪聲，電路原理示意圖如圖2所示。

圖2中，逆變電路以濾波電感電流iL (s) 作為內(nèi)環(huán)，輸出電壓uo (s) 作為外環(huán)，發(fā)揮了電流內(nèi)環(huán)給裝置帶來(lái)的快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)性，電壓外環(huán)又保證了裝置高質(zhì)量輸出波形。單極性倍頻SPWM調(diào)制的電壓、電流雙閉環(huán)控制方式及功率器件20 kHz的工作頻率，使逆變電路對(duì)負(fù)載的擾動(dòng)和突加突卸具有快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，當(dāng)負(fù)載突加致使輸出端形成強(qiáng)沖擊電流時(shí)，輸出電壓跌落，此時(shí)電壓、電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)迅速反應(yīng)，使跌落的輸出電壓迅速恢復(fù)正常。同時(shí)，當(dāng)負(fù)載突加過大致使輸出電壓跌落至零時(shí)，電流環(huán)控制電路將對(duì)流過IGBT模塊沖擊電流進(jìn)行限流，以保護(hù)功率器件。電壓、電流雙閉環(huán)控制方式與優(yōu)化PI參數(shù)，使得交流不間斷電源裝置具有強(qiáng)承受負(fù)載沖擊電流的能力。另外，IGBT模塊20 kHz的固定開關(guān)頻率也使輸出濾波變得簡(jiǎn)單，1.2 mH輸出濾波電感10 μF的輸出濾波電容組成的LC濾波電路，不僅使輸出電壓波形畸變率減小，而且使輸出高頻噪聲降低；全橋式主電路拓?fù)淠軌蜻m應(yīng)先進(jìn)的逆變控制技術(shù)，其固有的中大容量工作特性，也為交流不間斷電源裝置容量的拓展提供了便利。

2.2 電源切換控制電路設(shè)計(jì)

電源切換控制電路設(shè)計(jì)，是船用高性能單相交流不間斷電源裝置在非線性負(fù)載突加致使沖擊電流過大以及輸入電源故障等情況時(shí)，逆變電路供電與備電供電之間自動(dòng)切換的技術(shù)保證。本文電源切換控制電路采用雙向可控硅與功率繼電器并聯(lián)的控制模式，并且引入動(dòng)態(tài)跟蹤鎖相技術(shù)，使逆變輸出波形與備電波形基本保持同相位。其中，雙向可控硅用來(lái)實(shí)現(xiàn)逆變電路供電與備電供電的快速切換，功率繼電器則實(shí)現(xiàn)負(fù)載供電的可靠性，動(dòng)態(tài)跟蹤鎖相技術(shù)，則保證逆變供電與備電供電之間切換時(shí)負(fù)載電壓波形基本連續(xù)，避免負(fù)載受到?jīng)_擊。電源切換控制電路，根據(jù)輸入、輸出端的采樣信號(hào)由DSP（TMS320LF2407A）的邏輯判斷產(chǎn)生的控制信號(hào)動(dòng)作，保證在負(fù)載突加逆變電路無(wú)法承受沖擊、三相輸入電源故障且蓄電池欠壓等情況時(shí)，由逆變電路供電自動(dòng)切換到備電供電；當(dāng)負(fù)載突加結(jié)束、三相輸入電源或蓄電池恢復(fù)正常等情況時(shí)，輸出由備電供電自動(dòng)切換回逆變電路供電，原理電路如圖3所示。

當(dāng)沖擊性負(fù)載突加后，輸出電壓跌落，由DSP檢測(cè)判斷輸出電壓能否立刻恢復(fù)，能恢復(fù)電源切換控制電路則不切備電，不能恢復(fù)則自動(dòng)切備電，同時(shí)采樣輸出電流，在負(fù)載電流有效值恢復(fù)正常后自動(dòng)切回逆變供電；當(dāng)三相輸入電源正常時(shí)，逆變電路直流母線由交流輸入供電，同時(shí)使能蓄電池充電電路，封鎖放電電路；當(dāng)三相輸入電源故障且蓄電池欠壓時(shí)，封鎖充電電路和放電電路，同時(shí)自動(dòng)切換到備電供電，保證負(fù)載的可靠運(yùn)行。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

為了驗(yàn)證理論研究的正確性，搭建了一臺(tái)220 V/4 kA船用高性能單相交流不間斷電源裝置樣機(jī)，采用十二脈波不控整流與電壓源全橋逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，單極性倍頻SPWM 調(diào)制電壓、電流雙閉環(huán)數(shù)/?；旌峡刂萍半娫辞袚Q動(dòng)態(tài)跟蹤鎖相技術(shù)，IGBT為CM200DY?12NF，隔離變壓器變比為1∶2，濾波電感為1.2 mH，濾波電容為10 μF，開關(guān)頻率20 kHz，等效開關(guān)頻率為40 kHz，示波器型號(hào)為泰克TPS2012。樣機(jī)突加4.0 kV·A二極管不控整流、電容濾波整流性負(fù)載沖擊試驗(yàn)波形，如圖4所示。

試驗(yàn)結(jié)果表明樣機(jī)最大能承受200 A電流峰值而不切備電，輸出電壓在2～4 ms內(nèi)恢復(fù)正常，基本0 ms斷電。樣機(jī)在輸入電源故障且蓄電池欠壓時(shí)自動(dòng)切換至備電供電試驗(yàn)波形見圖5。輸入電源恢復(fù)正常后由備電自動(dòng)切回逆變供電試驗(yàn)波形見圖6，不難看到，逆變輸出與備電220 V之間實(shí)現(xiàn)了零相位差無(wú)縫切換，切換過程中無(wú)電流沖擊，負(fù)載0 ms斷電。

4 結(jié)論

本文針對(duì)船上220 V單相非線性負(fù)載的實(shí)際特性，研制了一種船用高性能單相交流不間斷電源裝置。重點(diǎn)研究了其單極倍頻SPWM調(diào)制的電壓電流雙環(huán)數(shù)/?；旌夏孀兛刂?、電源切換動(dòng)態(tài)跟蹤鎖相等先進(jìn)技術(shù)。通過研制的220 V/4 kA樣機(jī)，驗(yàn)證了船用高性能單相交流不間斷電源裝置能夠?qū)崿F(xiàn)良好的抗非線性負(fù)載電流沖擊的效果，具有優(yōu)良的輸出性能。

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篇6

煉鋼轉(zhuǎn)爐氧槍電機(jī)目前多采用交流電動(dòng)機(jī)，交流電源正常時(shí)由變頻器供電，實(shí)現(xiàn)氧槍的下降、吹氧、提升的調(diào)速運(yùn)行;交流電源事故停電時(shí)必須由另一套應(yīng)急電源供電，緊急提升氧槍，防止發(fā)生設(shè)備事故。

根據(jù)某鋼廠煉鋼轉(zhuǎn)爐的工藝要求，在交流事故停電時(shí)應(yīng)急電源需要供電的負(fù)載為:

(1)氧槍電機(jī)1臺(tái)，電壓380V，容量55kW;

(2)氧槍抱閘電機(jī)1臺(tái)，電壓380V，容量0.33kW;

(3)轉(zhuǎn)爐抱閘電機(jī)4臺(tái)，電壓380V，

容量0.45kW×4＝1.8kW;

(4)事故控制電源，電壓380V，容量2.4kW;

(5)要求應(yīng)急電源的備用時(shí)間為1小時(shí)。

應(yīng)急電源的工作情況有以下2種情況:

當(dāng)轉(zhuǎn)爐正在煉鋼吹氧時(shí)，交流電源突然停電，應(yīng)急電源中的可變頻逆變器應(yīng)首先輸出給氧槍電機(jī)使其處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，同時(shí)應(yīng)急電源中的工頻逆變器輸出事故控制電源，給氧槍抱閘電機(jī)供電，松開氧槍抱閘，然后緊急提升氧槍到最高位。因?yàn)闊掍摃r(shí)，轉(zhuǎn)爐已經(jīng)在零位，應(yīng)急電源不需給轉(zhuǎn)爐抱閘電機(jī)供電。

如轉(zhuǎn)爐正在出鋼時(shí)，交流電源突然停電，應(yīng)急電源中的可變頻逆變器應(yīng)輸出給轉(zhuǎn)爐抱閘電機(jī)，松開轉(zhuǎn)爐抱閘，轉(zhuǎn)爐靠自重傾轉(zhuǎn)回到零位。因?yàn)槌鲣摃r(shí)，氧槍已經(jīng)在最高位，應(yīng)急電源不需給氧槍電機(jī)供電。

2應(yīng)急電源的配置

根據(jù)上述工藝要求，應(yīng)急電源的配置應(yīng)為:

(1)75kW可變頻逆變器1臺(tái)(考慮氧槍最大負(fù)載情況，過載能力150%，60s)

(2)3kVA工頻正弦波逆變器1臺(tái)(按氧槍抱閘電機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)及交流接觸器線圈最大吸合功率考慮)

(3)充電模塊2臺(tái)(輸出電流按電池容量的10%計(jì)算)

(4)免維護(hù)鉛酸蓄電池1組(電池容量按負(fù)載電流和后備時(shí)間計(jì)算)

3應(yīng)急電源的原理設(shè)計(jì)和參數(shù)計(jì)算

3.1原理設(shè)計(jì)

因?yàn)樵诮涣麟娫凑r(shí)，氧槍電機(jī)由一臺(tái)變頻器供電，控制電源、氧槍抱閘電機(jī)、轉(zhuǎn)爐抱閘電機(jī)都是由交流電源供電，只有交流電源停電時(shí)，氧槍電機(jī)、控制電源、氧槍抱閘電機(jī)、轉(zhuǎn)爐抱閘電機(jī)才由應(yīng)急電源供電，所以應(yīng)急電源設(shè)計(jì)成離線式。

氧槍電機(jī)變頻器和應(yīng)急電源的可變頻逆變器分別通過兩臺(tái)輸出交流接觸器給氧槍電機(jī)供電，兩臺(tái)接觸器由操作連鎖系統(tǒng)控制，接觸器線圈分別由交流電源和應(yīng)急電源中的工頻正弦波逆變器供電，交流電源正常時(shí)，氧槍電機(jī)由原控制系統(tǒng)控制工作，交流電源事故停電時(shí)在機(jī)旁箱操作事故氧槍提升按鈕和事故松轉(zhuǎn)爐抱閘按鈕。氧槍提升到上極限自動(dòng)停止，轉(zhuǎn)爐傾轉(zhuǎn)到零位停止。應(yīng)急電源系統(tǒng)主回路及控制回路見圖1。

3.2參數(shù)計(jì)算

(1)可變頻逆變器技術(shù)參數(shù)

可變頻逆變器采用西門子矢量型逆變器，其電氣參數(shù)為:

輸入:DC510V(-15%)~650V(+10%)

輸出:0~3AC380

額定頻率

輸入:直流

輸出:0~50Hz

額定電流

輸入:174A

輸出:146A

過載電流:198A

過載時(shí)間:60S

(2)工頻正弦波逆變器技術(shù)參數(shù)

直流輸入電壓:180~300V

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(shí)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

氧槍電機(jī)容量為55KW，額定電流約110A，考慮氧槍刮渣過負(fù)荷情況，電流1.5倍為165A＜198A(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(fù)載是氧槍抱閘電機(jī)(直接啟動(dòng))和控制電源，氧槍抱閘電機(jī)容量為0.33kW,額定電流約0.66A，直接啟動(dòng)電流按8倍計(jì)算為5.28A，逆變器額定輸出電流為3.6A,過載1.5倍電流為5.4A＞5.28A。

控制電源的負(fù)載為氧槍電機(jī)、氧槍抱閘電機(jī)、轉(zhuǎn)爐抱閘電機(jī)輸入接觸器線圈，因?yàn)樗麄儾皇峭瑫r(shí)工作，所以可以按最大線圈的吸合功率考慮，氧槍電機(jī)輸入接觸器為250A，線圈吸合功率為1430W，電流為1430W/220V＝6.5A，吸合時(shí)間0.5s;而逆變器過載能力:200%1s，既容許電流為3.6×2＝7.2A＞6.5A。

因?yàn)檠鯓尡чl電機(jī)啟動(dòng)和接觸器操作不是同時(shí)進(jìn)行的，所以可以按最大負(fù)載考慮，由以上計(jì)算可以看出逆變器容量可以滿足。

(4)電池容量和串聯(lián)只數(shù)的計(jì)算

a)電池容量計(jì)算

電池組是當(dāng)交流事故停電時(shí)，作為2臺(tái)逆變器的輸入電源為負(fù)載提供能量，電池組的容量由逆變器輸出的最大負(fù)載電流和持續(xù)時(shí)間決定。

由西門子逆變器技術(shù)參數(shù)可知:額定交流輸出電流為146A時(shí)，直流輸入電流為174A，那麼氧槍電機(jī)工作在額定電流110A時(shí)，直流輸入電流為110A×174A/146A＝131A。

由工頻正弦波逆變器技術(shù)參數(shù)可知:在額定情況下，逆變器直流輸入電流為13.6A。因此2臺(tái)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(xù)電流為144.6A，而持續(xù)時(shí)間為60min。根據(jù)這兩個(gè)數(shù)據(jù)就可以計(jì)算電池組的容量。

按恒流放電計(jì)算電池組容量，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(xù)時(shí)間:1h

放電容量為144.6A×1.0h＝144.6Ah

從圖4電池放電曲線可以得出1h對(duì)應(yīng)12×J20曲線，再由圖5電池容量曲線可以得出容量60%;設(shè)所求電池容量為C，按下面公式計(jì)算:

60%×144.6=100%×C

C=100×144.6/60=241Ah故選240Ah電池。

b)電池串聯(lián)只數(shù)計(jì)算

串聯(lián)只數(shù)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(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)處于浮充電狀態(tài)，電池只數(shù)應(yīng)為:

N=Ue/6Uf(12V/單只電池)

式中:N為蓄電池組串聯(lián)只數(shù)

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=510～650V±10%,即Ue(min)=510V﹡

650V和715V是逆變器能正常工作的電壓上限和下限值，取平均值:Ue=(459V+715V)/2=587V。

則N=Ue/6Uf=587V/6×2.25V=43.48只。取N=42只。

浮充電時(shí),電池組端電壓Ud=42×2.25V×6=567V。電壓在設(shè)備允許范圍內(nèi)。

3.3應(yīng)急電源的設(shè)備組成和原理框圖

應(yīng)急電源的原理框圖見圖2。應(yīng)急電源的組成:

(1)斷路器:1QF:交流輸入斷路器;2QF:工頻逆變器輸入斷路器;3QF:工頻逆變器輸出斷路器;QS:可變頻逆變器輸入開關(guān);

(2)接觸器:1KM:交流輸入接觸器;2KM、4KM:可變頻逆變器輸出接觸器;3KM:變頻器輸出接觸器(用戶設(shè)備);5KM:轉(zhuǎn)爐抱閘電機(jī)輸入接觸器(用戶設(shè)備);

(3)TR:隔離變壓器;

(4)CM1、CM2:高頻開關(guān)充電模塊;

(5)DC1、DC2:免維護(hù)鉛酸蓄電池組;

(6)1NB:可變頻逆變器;

(7)2NB:工頻逆變器;

(8)VF:變頻器(用戶設(shè)備)。

4可變頻應(yīng)急電源的工作狀態(tài)

4.1交流電源正常時(shí)的運(yùn)行

當(dāng)交流電源正常供電時(shí)，充電模塊對(duì)電池組進(jìn)行浮充電，同時(shí)2NB逆變器由交流供電旁路輸出(注:2NB輸入電源以交流優(yōu)先)，為控制電源供電;1NB逆變器處于熱備待啟動(dòng)狀態(tài)，電機(jī)由用戶變頻器供電，見圖3。

4.2交流電源斷電時(shí)的運(yùn)行

當(dāng)交流電源斷電時(shí)，1KM接觸器斷開，充電模塊停止工作;2NB逆變器輸入電源由交流切換到電池組供電，保證外部控制電源不間斷;同時(shí)外部連鎖系統(tǒng)停電啟動(dòng)信號(hào)(用戶提供)啟動(dòng)1NB逆變器，輸出接觸器3KM斷開，2KM接通，用戶電機(jī)由1NB供電。此時(shí)1NB，2NB的運(yùn)行是靠電池組放電來(lái)維持的，電池組對(duì)逆變器提供一個(gè)穩(wěn)定的直流電壓，因時(shí)不會(huì)因交流電源斷電而影響負(fù)載工作，見圖4。

4.3交流電源恢復(fù)時(shí)的運(yùn)行

在交流電源恢復(fù)正常時(shí)，應(yīng)急電源可不需人工操作便可自動(dòng)重新啟動(dòng)，充電模塊開始對(duì)電池組補(bǔ)充充電，這時(shí)電源恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)，等待下次使用。

5結(jié)束語(yǔ)

可變頻應(yīng)急電源是專門用于電動(dòng)機(jī)負(fù)載的輸出電壓和輸出頻率可變的交流不間斷電源，和傳統(tǒng)的UPS或工頻應(yīng)急電源相比，可以大大減少電源的設(shè)計(jì)容量，過載能力強(qiáng)、可靠性高。和傳統(tǒng)的柴油發(fā)電機(jī)相比，啟動(dòng)時(shí)間快，無(wú)噪音、無(wú)污染，維護(hù)簡(jiǎn)單，可無(wú)人值守自動(dòng)操作，可計(jì)算機(jī)監(jiān)控。是一種值得推廣的新型工業(yè)電源。

參考文獻(xiàn)

[1]SIEMENSSIMOVERTMASTERDRIVES逆變器(變頻器)使用說明書西門子.

[2]GFM閥控式密封鉛酸蓄電池電力工程設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊(cè)2000年.

[3]童林毅.電力系統(tǒng)高頻開關(guān)直流電源[J].供電與用電,1999,(3).

[4]閥控式密封鉛酸蓄電池資料匯編[M].北京:中國(guó)電力出版社,2001.

[5]免維護(hù)變頻型交流不停電電源童林毅張奇張立陽(yáng)(實(shí)用新型專利ZL99215007.8).

篇7

關(guān)鍵詞：通信系統(tǒng)；改造；雙電源

前言

電力通信系統(tǒng)是電網(wǎng)的重要組成部分，不僅承載著電力調(diào)度，調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，電量計(jì)量，遠(yuǎn)動(dòng)RTU等大量業(yè)務(wù)，還承擔(dān)著線路繼電保護(hù)和安全穩(wěn)定控制的重要責(zé)任。通信系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行直接影響著電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。作為通信系統(tǒng)的核心，電源系統(tǒng)的可靠性是影響通信系統(tǒng)可靠性的重要因素。單電源供電可靠性差，實(shí)現(xiàn)雙電源供電勢(shì)在必行。

1 工程概況

京海煤矸石電廠通訊機(jī)房原通信設(shè)備均由一路直流電源供電，電源系統(tǒng)可靠性低。2013年01月19日，就發(fā)生因通訊機(jī)房交流電源屏市電開關(guān)跳開而導(dǎo)致全廠通信中斷的重大事故。改造加裝了一套由邯鄲五一八自動(dòng)電氣有限公司生產(chǎn)的ZHCIS綜合電源系統(tǒng)和河北創(chuàng)科電子科技有限公司生產(chǎn)的CK-DJK型直流電源遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)。ZHCIS綜合電源系統(tǒng)由雙路交流輸入經(jīng)過機(jī)械互鎖和電氣互鎖得到一路可靠電源輸入，交流輸入除了給整流模塊供電外，還可給機(jī)房交流負(fù)載設(shè)備提供交流電源（用做交流電源分配使用）。交流輸入經(jīng)整流模塊整流后，得到穩(wěn)定可靠的直流電源，給通信設(shè)備供電，同時(shí)對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。監(jiān)控單元貫穿整流模塊到直流輸出的整個(gè)過程，并通過RS232等串口對(duì)后臺(tái)監(jiān)控進(jìn)行通訊。CK-DJK型直流電源遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控直流充電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、電池的單體電壓、控制母線接地狀態(tài)、各路饋線開關(guān)狀態(tài)等重要電源特性參數(shù)，一旦發(fā)現(xiàn)電源狀態(tài)異常立即發(fā)出聲光報(bào)警，給系統(tǒng)安全運(yùn)行提供了有利保證。

2 系統(tǒng)改造結(jié)構(gòu)與原理

雙電源改造系統(tǒng)主要由交流電源屏、綜合屏、蓄電池屏三部分組成。交流電源屏，分別由兩臺(tái)機(jī)組PC段電源供電，兩路電源經(jīng)過交流電源屏得到一路可靠的交流電源分別供到兩面綜合屏，綜合屏經(jīng)過整流后，分別輸出48V直流供給負(fù)荷使用，同時(shí)分別對(duì)兩組蓄電池進(jìn)行充電。系統(tǒng)框圖為（見圖1）。

我廠通信設(shè)備直流電源接口不統(tǒng)一，分為單電源接口設(shè)備和雙電源接口設(shè)備。對(duì)于雙電源接口設(shè)備，整流后的兩路直流可以直接接入設(shè)備實(shí)現(xiàn)雙電源供電。那么對(duì)于單電源接口設(shè)備怎么實(shí)現(xiàn)雙電源供電呢？針對(duì)單電源接口的通信設(shè)備，我們加裝一套雙電源切換裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)雙電源配置，其原理圖為（見圖2）。

通信機(jī)房中，除了大部分通信設(shè)備使用DC 48V外，還有一些設(shè)備使用AC 220V， 如光纖配電架內(nèi)、錄音設(shè)備等。為此，對(duì)于這些使用AC 220V的重要負(fù)荷，我們考慮配置一臺(tái)逆變器，保證在同時(shí)失去兩路市電后，由蓄電池組將48V直流電逆變?yōu)锳C 220V向負(fù)荷供電。原理圖為（見圖1逆變部分）。

3 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過京海電廠通信機(jī)房雙電源的改造，所有通訊設(shè)備，包括單電源接口設(shè)備，雙電源接口設(shè)備以及重要交流輸入設(shè)備均采用雙電源控制，有效解決了單電源供電的可靠性問題，既滿足了設(shè)備正常運(yùn)行期間對(duì)電源可靠性的要求，確保了系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，監(jiān)控系統(tǒng)減少了運(yùn)行維護(hù)人員的工作量，方便維護(hù)，為該廠通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮了重要作用。

參考文獻(xiàn)

[1]ZHCIS綜合電源系統(tǒng)使用說明書[Z].

[2]邯鄲五一八自動(dòng)電氣有限公司.

篇8

關(guān)鍵詞：EX2100 數(shù)字式 勵(lì)磁系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TM3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）11（b）-0034-03

EX2100勵(lì)磁系統(tǒng)主要用于GE公司的新型燃?xì)廨啓C(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)，例如GE公司9E燃?xì)廨啓C(jī)采用EX2100與MKVI控制系統(tǒng)配套。隨著我國(guó)對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的大量引進(jìn)，使得EX2100勵(lì)磁系統(tǒng)得到廣泛的應(yīng)用。

3 勵(lì)磁控制系統(tǒng)比較

3.1 功率轉(zhuǎn)換部分

主要包括：從發(fā)電機(jī)定子出線處引出的11500 V電纜、一臺(tái)11500 V/525 V的1230 kVA干式變壓器、一臺(tái)115000 V/2500 A交流側(cè)閘刀、77 mm可控硅一組（6只）、RC濾波保護(hù)電路、熔斷器保護(hù)電路、直流斷路器一臺(tái)、引至發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的電纜、一臺(tái)直流起勵(lì)開關(guān)、包括一只53 mm可控硅的去磁電路。

3.2 調(diào)節(jié)器部分

（3）整套設(shè)備（包括勵(lì)磁變壓器、自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器、可控硅整流橋等）均為GE公司制造，設(shè)備型號(hào)為EX2000-j。勵(lì)磁機(jī)最大輸出電流為2000A、可控硅整流橋?yàn)閱螛蚍绞?，AVR為微機(jī)型模塊化設(shè)計(jì)。EX2000的AVR是GE公司第一代微機(jī)型勵(lì)磁控制系統(tǒng)，技術(shù)應(yīng)用尚不成熟，該系統(tǒng)具有先天性的設(shè)計(jì)缺陷。

表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)。

（3）原EX2000系統(tǒng)為單控制器方式，主控卡件只有一套，只要當(dāng)主控卡件里的任意一塊卡出現(xiàn)問題，均無(wú)一例外的執(zhí)行跳機(jī)程序。

（4）原EX2000系統(tǒng)的工作電源有兩種：一種是125 V直流電源；另一種是120 V交流電源。直流電源來(lái)自直流供電系統(tǒng)，交流電源由勵(lì)磁變低壓側(cè)接入，經(jīng)電源轉(zhuǎn)換變壓器變?yōu)?20 V。兩組電源同時(shí)進(jìn)入電源卡件EXPS，正常情況下由125 V直流電源作為主電源，當(dāng)125 V直流電源消失時(shí)，電源模塊自動(dòng)切換至交流供電。此種供電方式有兩個(gè)弊端，其一，交流電源回路需由機(jī)組發(fā)電時(shí)的機(jī)端電壓變壓后轉(zhuǎn)換得來(lái)，因此交流電源只能在機(jī)組運(yùn)行中才可提供；其二，提供交流電源的工作變壓器仍需對(duì)勵(lì)磁冷卻風(fēng)機(jī)提供電源，而冷卻風(fēng)機(jī)和控制系統(tǒng)共用一組交流電源，大大降低了供電可靠性，一旦此變壓器發(fā)生故障將失去交流控制電源，控制電源的雙冗余將得不到保證。在實(shí)際運(yùn)行中，我廠曾出現(xiàn)過這樣的情況，由于電源轉(zhuǎn)換變壓器線圈過熱燒毀，結(jié)果使機(jī)組在其控制系統(tǒng)失去交流備用電源的狀況下運(yùn)行。

（5）原EX2000系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)子接地保護(hù)僅由單一的轉(zhuǎn)子接地保護(hù)裝置完成，無(wú)冗余配置（如圖8）。

正是由于上述原因，無(wú)論如何也無(wú)法滿足我國(guó)電力行業(yè)的《大型汽輪發(fā)電機(jī)交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)技術(shù)條件》和《發(fā)電機(jī)反事故技術(shù)措施補(bǔ)充規(guī)定》中對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)提出的“因勵(lì)磁系統(tǒng)故障引起的發(fā)電機(jī)強(qiáng)迫停運(yùn)次數(shù)不大于0.25次/年”、“自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)有備用，單一元件故障應(yīng)不影響發(fā)電機(jī)運(yùn)行。主調(diào)節(jié)器故障時(shí)應(yīng)能自動(dòng)轉(zhuǎn)換成備用調(diào)節(jié)器，雙回路并列運(yùn)行的調(diào)節(jié)器，一回路故障時(shí)，應(yīng)有監(jiān)測(cè)電路?！钡南嚓P(guān)技術(shù)要求?，F(xiàn)大部分電廠都把EX2000控制系統(tǒng)升級(jí)為EX2100，除實(shí)現(xiàn)正常的勵(lì)磁調(diào)節(jié)功能及保護(hù)功能外，還具有功能齊全的自診斷系統(tǒng)及模擬器用于快速的安裝調(diào)試與故障處理，此外，其操作界面也更加友好、方便，更好的與MKVI（透平控制系統(tǒng)）配套。

參考文獻(xiàn)

[1] 周雙喜，李丹.同步發(fā)電機(jī)數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器[M].北京：中國(guó)電力出版社，1998.

[2] GE Industrial Syst ems EX2100 Digital Exciter User s Guide.

[3] GE Industrial Syst ems EX2100 St atic Excit er System Product Descript ion.

篇9

論文關(guān)鍵詞：FPGA,測(cè)試設(shè)備,飛機(jī)電源參數(shù)

當(dāng)前，飛機(jī)上電力電子設(shè)備日益多樣化、復(fù)雜化，飛機(jī)電源系統(tǒng)的品質(zhì)直接影響飛行安全。因此在進(jìn)行飛行時(shí)，需要對(duì)飛機(jī)提供的直流電源、交流電源進(jìn)行工作特性測(cè)量，并給出其參數(shù)的基本特性和動(dòng)態(tài)特性[1]。

對(duì)于電源瞬態(tài)特性參數(shù)，目前沒有相應(yīng)的測(cè)量設(shè)備，從而需研制專用的瞬態(tài)電源動(dòng)態(tài)特性參數(shù)測(cè)量設(shè)備對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，以滿足民機(jī)適航性試飛要求。

本設(shè)備是一種專用測(cè)試設(shè)備，主要用機(jī)交、直流電網(wǎng)參數(shù)采集測(cè)試，捕獲飛機(jī)電源系統(tǒng)的負(fù)荷突變、電壓突變，然后提供給地面數(shù)據(jù)卸載及預(yù)處理系統(tǒng)，以評(píng)估被測(cè)飛機(jī)電網(wǎng)絡(luò)供電特性是否滿足相關(guān)國(guó)軍標(biāo)或設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。

1飛機(jī)電源特性參數(shù)

飛機(jī)電源系統(tǒng)是飛機(jī)上電能產(chǎn)生、調(diào)節(jié)、控制和電能變換部分的總稱。飛機(jī)電源系統(tǒng)由交流電源系統(tǒng)和直流電源系統(tǒng)組成，交流電源系統(tǒng)向機(jī)上交流電網(wǎng)提供115/200V，400Hz三相交流電。直流電源系統(tǒng)向機(jī)上直流網(wǎng)路提供27V低壓直流電[2]。

根據(jù)飛行科目要求，設(shè)備需測(cè)量飛機(jī)交流電源系統(tǒng)、直流電源系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)和瞬態(tài)參數(shù)，包括穩(wěn)態(tài)交流電壓、瞬態(tài)交流電壓、穩(wěn)態(tài)交流電流、瞬態(tài)交流電流、穩(wěn)態(tài)頻率、瞬態(tài)頻率、電壓相位差、畸變頻譜幅值、直流畸變等46種參數(shù)。

電源參數(shù)的測(cè)試準(zhǔn)確度遵照GJB5189-2003的規(guī)定[3]：穩(wěn)態(tài)交、直流電壓測(cè)量在電壓為額定值時(shí)相對(duì)誤差在0.2﹪范圍內(nèi)，瞬態(tài)交、直流電壓測(cè)量在電壓為最大極限時(shí)相對(duì)誤差在0.5﹪范圍內(nèi)，交、直流電流測(cè)量在電流為額定值時(shí)相對(duì)誤差在0.8﹪范圍內(nèi)。

2 總體設(shè)計(jì)

飛機(jī)電源瞬態(tài)特性參數(shù)測(cè)試設(shè)備主要由嵌入式CPCIE/CPCI計(jì)算機(jī)、4塊12通道數(shù)據(jù)采集卡、IRIG－B時(shí)碼卡、 ARINC429總線板卡、以及前端電壓、電流測(cè)量傳感器組成一個(gè)集成化、標(biāo)準(zhǔn)化的飛行電源動(dòng)態(tài)特性參數(shù)測(cè)量設(shè)備[4,5,6]。

該設(shè)備面向試飛工程師、數(shù)據(jù)處理工程師以及其它相關(guān)人員，為他們提供電源動(dòng)態(tài)特性參數(shù)測(cè)試數(shù)據(jù)。

2.1 總體結(jié)構(gòu)

電源瞬態(tài)特性參數(shù)測(cè)試設(shè)備包括傳感器、信號(hào)調(diào)理設(shè)備、信號(hào)采集記錄器、編程加載裝置等。其中信號(hào)采集記錄器由采集機(jī)箱、控制器板卡、ARINC429總線板卡、時(shí)碼板卡、高速數(shù)據(jù)采集板卡、可拆卸固態(tài)記錄器、顯示器及鍵盤等組成，如圖1所示：

圖1 電源瞬態(tài)特性參數(shù)測(cè)試設(shè)備結(jié)構(gòu)圖

本設(shè)備的輸入信號(hào)包括：電壓、電流信號(hào)，IRIG-B時(shí)碼信號(hào)和429總線信號(hào)。其中，機(jī)載電源的電壓、電流信號(hào)，通過傳感器、信號(hào)調(diào)理設(shè)備將實(shí)際的電壓電流信號(hào)轉(zhuǎn)成適合板卡的電壓信號(hào)。整套設(shè)備與機(jī)載電源隔離，不會(huì)對(duì)飛機(jī)干擾飛機(jī)正常工作。

2.2 硬件組成

傳感器主要用于交直流電流的變換，本測(cè)試設(shè)備的被測(cè)試信號(hào)包括電壓信號(hào)和電流信號(hào)，電壓信號(hào)直接分壓后進(jìn)入測(cè)試設(shè)備，以增加系統(tǒng)的帶寬，改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能；電流信號(hào)由電流傳感器變換后進(jìn)入測(cè)試設(shè)備。

為了提高抗干擾性能和動(dòng)態(tài)性能，選用霍爾電流傳感器，將交直流電流轉(zhuǎn)換成200mA以下的交直流小電流輸入到信號(hào)調(diào)理設(shè)備。

信號(hào)調(diào)理設(shè)備完成信號(hào)的調(diào)理，主要包括電壓信號(hào)的衰減、電流-電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換、交、直流電壓畸變信號(hào)和交流電壓直流分量的調(diào)理等功能。調(diào)理后的模擬信號(hào)送入數(shù)據(jù)采集設(shè)備進(jìn)行采樣。

采集器為3U CPCIE機(jī)載計(jì)算機(jī)，主要包括CPU卡、電源數(shù)據(jù)采集卡、IRIG-B時(shí)碼卡、429總線卡、以及SATA擴(kuò)展口，其組成如圖2所示：

圖2 采集器組成結(jié)構(gòu)圖

本采集設(shè)備主要用于捕獲飛機(jī)電源系統(tǒng)的負(fù)荷突變、電壓突變，屬于偶發(fā)現(xiàn)象，電源突變頻譜成分高，需要非常高的采樣率。

CPCI電源數(shù)據(jù)采集卡是本設(shè)備的核心關(guān)鍵部分。選用16位高精度數(shù)據(jù)采集卡，板卡有12個(gè)同步采樣通道，每個(gè)通道有獨(dú)立8檔程控增益放大器、抗混迭濾波器、過零比較器、16位A/D轉(zhuǎn)換器和12通道共享的內(nèi)置192核DSP的FPGA芯片組成。有效提高了帶寬，滿足板上所有通道同步采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?。主要功能框圖如圖3所示：

圖3 CPCI電源數(shù)據(jù)采集卡功能框圖

信號(hào)經(jīng)過濾波放大之后，通過A/D采集；采集結(jié)果進(jìn)入FPGA，F(xiàn)PGA完成大部分的數(shù)據(jù)處理，將半成品數(shù)據(jù)的結(jié)果通過高速接口PCIE總線上傳給上位機(jī)，上位機(jī)完成最后的數(shù)據(jù)處理。FPGA的主要功能包括：光纖通道（FC）數(shù)據(jù)接收、時(shí)統(tǒng)功能、背板ASB 總線提供100MHz 的時(shí)間標(biāo)記、數(shù)據(jù)分析處理（過零點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、數(shù)字濾波、數(shù)字信號(hào)處理）、PCI-E 接口控制。

系統(tǒng)采用IRIG－B時(shí)碼同步機(jī)制，通過以太網(wǎng)或PCM數(shù)據(jù)將電源數(shù)據(jù)、異常事件信息發(fā)送到測(cè)試以太網(wǎng)上供地面數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)使用。

2.3 傳感器設(shè)計(jì)

交流、直流電壓測(cè)量傳感器設(shè)計(jì)成統(tǒng)一通用的傳感器。傳感器輸入采樣兩個(gè)4 芯航空插頭，每個(gè)航空插頭可接一組三相交流電壓或三路直流電壓。傳感器采用28V 直流供電。

傳感器信號(hào)輸出采用光纖與采集器連接。光纖為2.5G高速光纖2 根。1 根用于采集器向傳感器發(fā)送同步信號(hào)，另一根用于傳感器向采集器發(fā)送數(shù)據(jù)。傳感器通過3 個(gè)按鈕開關(guān)進(jìn)行設(shè)置，開關(guān)帶鎖住功能，防止誤動(dòng)作。傳感器的設(shè)置狀態(tài)隨測(cè)試數(shù)據(jù)一起發(fā)送給采集器，連接圖如圖4所示：

圖4 傳感器與采集器連接圖

3 結(jié)束語(yǔ)

飛機(jī)電源瞬態(tài)特性參數(shù)測(cè)試設(shè)備是對(duì)飛機(jī)供電系統(tǒng)性能參數(shù)測(cè)試的主要手段，是保證飛機(jī)電氣系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。本測(cè)試設(shè)備不僅實(shí)現(xiàn)了測(cè)量GJB5189-2003中規(guī)定的一些需采用特殊數(shù)據(jù)采集和分析方法才能測(cè)量的參數(shù)，還可以實(shí)時(shí)紀(jì)錄多個(gè)通道的信號(hào)波形，在飛機(jī)供電特性測(cè)試時(shí)可以代替示波器、萬(wàn)用表和頻譜分析儀等儀器、儀表的功能，形成了具有自動(dòng)化、開放、靈活的綜合檢測(cè)試驗(yàn)設(shè)備。該設(shè)備已在新支線飛機(jī)ARJ21上進(jìn)行改裝和應(yīng)用。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1] 雷濤，張曉斌. 基于VXI總線的飛機(jī)供電系統(tǒng)特性參數(shù)綜合測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn). [J] 測(cè)控技術(shù), 2003，(22)：63-65.

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篇10

關(guān)鍵詞：變頻器 矢量控制 電機(jī)旋轉(zhuǎn)

中圖分類號(hào)：O47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：1672-1578（2012）07-0070-02

隨著新型電力電子器件和高性能微處理器的應(yīng)用以及控制技術(shù)的發(fā)展，變頻器的性能價(jià)格比越來(lái)越高，體積越來(lái)越小，而廠家仍然在不斷地提高可靠性實(shí)現(xiàn)變頻器的進(jìn)一步小型輕量化、高性能化和多功能化以及無(wú)公害化而做著新的努力。變頻器性能的優(yōu)劣，一要看其輸出交流電壓的諧波對(duì)電機(jī)的影響，二要看對(duì)電網(wǎng)的諧波污染和輸入功率因數(shù)，三要看本身的能量損耗如何。變頻器的網(wǎng)側(cè)變流器對(duì)低壓小容量的裝置常采用6脈沖變流器，而對(duì)中壓大容量的裝置采用多重化12脈沖以上的變流器。負(fù)載側(cè)變流器對(duì)低壓小容量裝置常采用兩電平的橋式逆變器，而對(duì)中壓大容量的裝置采用多電平逆變器。對(duì)于四象限運(yùn)行的傳動(dòng)，為實(shí)現(xiàn)變頻器再生能量向電網(wǎng)回饋和節(jié)省能量，網(wǎng)側(cè)變流器應(yīng)為可逆變流器，同時(shí)出現(xiàn)了功率可雙向流動(dòng)的雙PWM變頻器，對(duì)網(wǎng)側(cè)變流器加以適當(dāng)控制可使輸入電流接近正弦波，減少對(duì)電網(wǎng)的公害。目前，低、中壓變頻器都有這類產(chǎn)品。脈寬調(diào)制變壓變頻器的控制方法可以采用正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）控制、消除指定次數(shù)諧波的PWM控制、電流跟蹤控制、電壓空間矢量控制（磁鏈跟蹤控制）。

交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)整控制方法的進(jìn)展主要體現(xiàn)在由標(biāo)量控制向高動(dòng)態(tài)性能的矢量控制與直接轉(zhuǎn)矩控制發(fā)展和開發(fā)無(wú)速度傳感器的矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)方面。VVVF 是 Variable Voltage and Variable Frequency 的縮寫，意為改變電壓和改變頻率，也就是人們所說的變壓變頻。CVCF是 Constant Voltage and Constant Frequency 的縮寫，意為恒電壓、恒頻率，也就是人們所說的恒壓恒頻。我們使用的電源分為交流電源和直流電源，一般的直流電源大多是由交流電源通過變壓器變壓，整流濾波后得到的。交流電源在人們使用電源中占總使用電源的95%左右。無(wú)論是用于家庭還是用于工廠，單相交流電源和三相交流電源，其電壓和頻率均按各國(guó)的規(guī)定有一定的標(biāo)準(zhǔn)，如我國(guó)大陸規(guī)定，直接用戶單相交流電為220V，三相交流電線電壓為380V，頻率為50Hz，其它國(guó)家的電源電壓和頻率可能于我國(guó)的電壓和頻率不同，如有單相100V/60Hz，三相200V/60Hz等等，標(biāo)準(zhǔn)的電壓和頻率的交流供電電源叫工頻交流電。通常，把電壓和頻率固定不變的工頻交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器”。

微處理器的進(jìn)步使數(shù)字控制成為現(xiàn)代控制器的發(fā)展方向：運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是快速系統(tǒng)，特別是交流電動(dòng)機(jī)高性能的控制需要存儲(chǔ)多種數(shù)據(jù)和快速實(shí)時(shí)處理大量信息。近幾年來(lái)，國(guó)外各大公司紛紛推出以DSP（數(shù)字信號(hào)處理器）為基礎(chǔ)的內(nèi)核，配以電機(jī)控制所需的功能電路，集成在單一芯片內(nèi)的稱為DSP單片電機(jī)控制器，價(jià)格大大降低，體積縮小，結(jié)構(gòu)緊湊，使用便捷，可靠性提高。DSP和普通的單片機(jī)相比，處理數(shù)字運(yùn)算能力增強(qiáng)10～15倍，以確保系統(tǒng)有更優(yōu)越的控制性能。

數(shù)字控制使硬件簡(jiǎn)化，柔性的控制算法使控制具有很大的靈活性，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制規(guī)律，使現(xiàn)代控制理論在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)，易于與上層系統(tǒng)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，便于故障診斷加強(qiáng)保護(hù)和監(jiān)視功能，使系統(tǒng)智能化（如有些變頻器具有自調(diào)整功能）。

交流同步電動(dòng)機(jī)已成為交流可調(diào)傳動(dòng)中的一顆新星，特別是永磁同步電動(dòng)機(jī)，電機(jī)獲得無(wú)刷結(jié)構(gòu)，功率因數(shù)高，效率也高，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速嚴(yán)格與電源頻率保持同步。同步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)有他控變頻和自控變頻兩大類。自控變頻同步電機(jī)在原理上和直流電機(jī)極為相似，用電力電子變流器取代了直流電機(jī)的機(jī)械換向器，如采用交―直―交變壓變頻器時(shí)叫做“直流無(wú)換向器電機(jī)”或稱“無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)（BLDC）”。傳統(tǒng)的自控變頻同步機(jī)調(diào)速系統(tǒng)有轉(zhuǎn)子位置傳感器，現(xiàn)正開發(fā)無(wú)轉(zhuǎn)子位置傳感器的系統(tǒng)。同步電機(jī)的他控變頻方式也可采用矢量控制，其按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量控制比異步電機(jī)簡(jiǎn)單。

同步調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)：

交流電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速ω1與定子電源頻率 f1有確定的關(guān)系ω1=■異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速總是低于同步轉(zhuǎn)速的，二者之差叫做轉(zhuǎn)差；同步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速等于同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)差s=0。同步電動(dòng)機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)的定子都有同樣的交流繞組，一般都是三相的，而轉(zhuǎn)子繞組則不同，同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子除直流勵(lì)磁繞組（或永久磁鋼）外，還可能有自身短路的阻尼繞組

由于同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子有獨(dú)立勵(lì)磁，在極低的電源頻率下也能運(yùn)行，因此，在同樣條件下，同步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍比異步電動(dòng)機(jī)更寬。

異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組不需與其他電源相連，其定子電流直接取自交流電力系統(tǒng)；與其他電機(jī)相比，異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、使用、維護(hù)方便，運(yùn)行可靠性高，重量輕，成本低。以三相異步電動(dòng)機(jī)為例，與同功率、同轉(zhuǎn)速的直流電動(dòng)機(jī)相比，前者重量只及后者的二分之一，成本僅為三分之一。

矢量控制變頻調(diào)速的做法是：將異步電動(dòng)機(jī)在三相坐標(biāo)系下的定子交流電流Ia、Ib、Ic通過三相——兩相變換，等效成兩相靜止坐標(biāo)系下的交流電流Iβ1，再通過按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向旋轉(zhuǎn)變換，等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流，然后仿效直流電動(dòng)機(jī)的控制方法，求得直流電動(dòng)機(jī)控制量，經(jīng)過相應(yīng)的坐標(biāo)反變換，實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的控制。在高性能的異步電機(jī)控制系統(tǒng)中多采用交叉閉環(huán)控制的矢量控制。采用矢量控制方式的目的，主要是為了提高變頻調(diào)速的動(dòng)態(tài)性能。雖然這一理論的提出是交流傳動(dòng)理論上的一個(gè)飛躍，但是由于它既要確定轉(zhuǎn)子的磁鏈，又要進(jìn)行坐標(biāo)變換，還要考慮轉(zhuǎn)子參數(shù)變動(dòng)帶來(lái)的影響，所以系統(tǒng)非常復(fù)雜。

交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)整控制方法的進(jìn)展主要體現(xiàn)在由標(biāo)量控制向高動(dòng)態(tài)性能的矢量控制與直接轉(zhuǎn)矩控制發(fā)展、開發(fā)無(wú)速度傳感器的矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)方面。微處理器的進(jìn)步使數(shù)字控制成為現(xiàn)代控制器的發(fā)展方向。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是快速系統(tǒng)，特別是交流電動(dòng)機(jī)高性能的控制需要存儲(chǔ)多種數(shù)據(jù)和快速實(shí)時(shí)處理大量信息。近幾年來(lái)，國(guó)外各大公司紛紛推出以DSP（數(shù)字信號(hào)處理器）為基礎(chǔ)的內(nèi)核，配以電機(jī)控制所需的功能電路，集成在單一芯片內(nèi)的稱為DSP單片電機(jī)控制器，價(jià)格大大降低，體積縮小，結(jié)構(gòu)緊湊，使用便捷，可靠性提高。DSP和普通的單片機(jī)相比，處理數(shù)字運(yùn)算能力增強(qiáng)10～15倍，可確保系統(tǒng)有更優(yōu)越的控制性能。數(shù)字控制使硬件簡(jiǎn)化，柔性的控制算法使控制具有很大的靈活性，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制規(guī)律，使現(xiàn)代控制理論在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)，易于與上層系統(tǒng)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，便于故障診斷、加強(qiáng)保護(hù)和監(jiān)視功能，使系統(tǒng)智能化。

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