導(dǎo)語：煉鋼轉(zhuǎn)爐氧槍事故研究管理論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1工藝要求

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

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，無噪音、無污染，維護(hù)簡(jiǎn)單，可無人值守自動(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。

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