一种给粉机抗电压扰动电源系统的制作方法
【专利摘要】本发明采用旁路回路、储能升压回路、泄放回路和控制回路为主组成一种给粉机抗电压扰动电源系统。在厂用电正常时，本发明中，厂用电通过旁路回路为变频器进行正常供电，并为储能升压回路中的储电模块充电；在厂用电电压暂降或者失电时，储电模块的电量通过升压模块升至正常电压后为变频器供电；在厂用电暂升时，本发明中，变频器直流端通过泄放回路进行电能量泄放，从而保证变频器正常工作。本发明提供的给粉机抗电压扰动电源系统保证了给粉机变频调速系统在发生暂态、动态或长时间电源进线电压升高或者降低时，均能够正常工作。可实现在0％?180％的额定电压输入范围内，保证变频调速系统的安全可靠运行。
【专利说明】
一种给粉机抗电压扰动电源系统
技术领域
[0001]本发明涉及电压技术领域，尤其涉及一种给粉机抗电压扰动电源系统。
【背景技术】
[0002]目前，多数火力发电厂的给粉机使用变频调速系统，当给粉机380V交流进线电源发生瞬间失去或电压升高、降低时，如不采取措施，变频器立即保护停机，同时FSSS(锅炉炉膛安全监控)系统的MFT(锅炉主燃料断)保护功能启动，锅炉会因此熄火停炉，严重影响发电机组的安全运行。依据已发生的事故经验以及大量的仿真计算结果，电网要求给粉机变频调速系统发生由设备外部故障或扰动引起的暂态、动态或长时间电源进线电压升高或者降低时，能够可靠供电，保障供电对象的安全运行。
[0003]目前的主要给粉机变频调速系统的解决方案，主要是在给粉机变频器的直流输入端并联蓄电池组。其优点是接线简单，操作方便。其缺点是需要专门的地点存放蓄电池组，且蓄电池组需要定期维护。更重要的是这种方法需要串联大量蓄电池方可达到变频器直流端所需电压，每节电池充满时的单体电压误差累计后很难掌控最终电压值。此方法只能解决给粉机变频调速系统低电压问题，对电压过高造成的变频调速系统停机故障问题无法解决。
[0004]此外，现有技术中，对于电压暂降主要通过升压电路进行调整，常用的是BOOST升压电路包括一个电感和两个晶体管，晶体管的发射极通过一个二极管连接自身的集电极，晶体管和二极管组成IGBT电路。电感的第一端作为升压电路输入端，电感的第二端分别连接第一晶体管的发射极和第二晶体管的集电极，第一晶体管的集电极和第二晶体管的发射极分别作为升压回路的第一输出端和第二输出端，晶体管的基极连接驱动电路，驱动电路可驱动IGBT电路通过晶体管还是通过二极管导通。升压回路的第一输出端和第二输出端之间串联有两个电容器进行过流保护。
【发明内容】
[0005]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种给粉机抗电压扰动电源系统。
[0006]本发明提出的一种给粉机抗电压扰动电源系统，包括:旁路回路、控制回路和储存升压回路；
[0007]厂用电输出端通过旁路回路连接变频器交流输入端，变频器连接给粉机;厂用电可通过旁路回路向变频器供电；
[0008]控制回路包括变压器、UPS电源、热继电器和变频调速控制部分;厂用电输出端通过变压器连接UPS电源输入端为UPS电源充电，UPS电源输出端通过热继电器连接变频调速控制部分并为其供电，变频调速控制部分连接变频器控制端并控制变频器工作；
[0009]储能升压回路包括AC/DC模块、储电模块、升压模块、触发模块和泄放回路;厂用电输出端连接AC/DC模块的交流端，AC/DC模块的直流端分别连接升压模块的输入端和储电模块;升压模块输出端通过触发模块连接变频器直流端，变频器直流端还与泄放回路连接;厂用电上电状态下可通过AC/DC模块为储电模块供电；
[0010]所述给粉机抗电压扰动电源系统对变频器具有三种供电状态，第一供电状态下，厂用电电压正常，升压模块和泄放回路热备用，厂用电输出端通过旁路回路为变频器供电，并为储电模块充电；第二供电状态下，厂用电电压暂降或者失电，升压模块对储电模块输出电压进行升压后为变频器供电，泄放回路热备用;第三供电状态下，厂用电升压，升压模块热备用，厂用电输出端通过旁路回路为变频器供电并通过泄放回路进行能量泄放;触发模块根据变频器直流端正负极的电压变化控制升压模块工作或者热备用，泄放回路根据变频器直流端电压限值进行工作。
[0011 ]优选地，触发模块包括第一二极管和第二二极管，升压模块第一输出端连接第一二极管正极，第一二极管负极连接变频器直流端正极;升压模块第二输出端连接第二二极管负极，第二二极管正极连接变频器直流端负极。
[0012]优选地，变频器直流端串联有第一熔断器，泄放回路和触发模块均通过第一熔断器连接变频器直流端，且泄放回路和触发模块并联。
[0013]优选地，触发模块和第一熔断器之间串联有接触器。
[0014]优选地，AC/DC模块与储电模块之间串联有第二熔断器。
[0015]优选地，厂用电输出端还通过防浪涌模块接地。
[0016]优选地，升压模块采用双BOOST升压模块.
[0017]优选地，储电模块采用超级电容组或者直流蓄电池组或者厂用保安电源。
[0018]优选地，泄放回路采用控制单元和泄放电阻，控制单元根据直流电路的电压控制泄放电阻工作。
[0019]本发明采用旁路回路、储能升压回路、泄放回路和控制回路为主组成一种给粉机抗电压扰动电源系统。在厂用电正常时，本发明中，厂用电通过旁路回路为变频器进行正常供电，并为储能升压回路中的储电模块充电;在厂用电电压暂降或者失电时，储电模块的电量通过升压模块升至正常电压后为变频器供电；在厂用电暂升时，本发明中，变频器直流端通过泄放回路进行电能量泄放，从而保证变频器正常工作。
[0020]本发明中，还设置UPS电源，UPS电源通过厂用电充电后再为变频调速控制部分供电。通过UPS电压的缓冲，可避免厂用电的暂升或者暂降对变频调速控制部分的不利影响。
[0021]本发明提供的给粉机抗电压扰动电源系统保证了给粉机变频调速系统在发生暂态、动态或长时间电源进线电压升高或者降低时，均能够正常工作。可实现在O %_180%的额定电压输入范围内，保证变频调速系统的安全可靠运行。
【附图说明】
[0022]图1为本发明提出的一种给粉机抗电压扰动电源系统结构图。
【具体实施方式】
[0023]参照图1，本发明提出的一种给粉机抗电压扰动电源系统，包括:旁路回路、控制回路、储存升压回路。
[0024]厂用电输出端通过旁路回路连接变频器交流输入端，变频器连接给粉机。厂用电电压正常情况下可通过旁路回路向变频器供电。本实施方式中，厂用电输出端串联有第一开关Ql，旁路回路上设有第二开关Q2，通过第一开关Ql可控制厂用电的输出，通过第二开关Q2可控制旁路回路的通断。
[0025]控制回路包括变压器TUUPS电源、FR热继电器和变频调速控制部分。厂用电输出端通过变压器Tl连接UPS电源输入端为UPS电源充电，UPS电源输出端通过FR热继电器连接变频调速控制部分并为其供电，变频调速控制部分连接变频器控制端并控制变频器工作。
[0026]本实施方式中，UPS电源与热继电器之间串联有第三开关Q3，关闭第一开关Ql和第三开关Q3后，厂用电为UPS电源充电，变频调速控制部分由UPS电源供电，并通过热继电器FR后受电运行。本实施方式中，变频调速控制部分由UPS电源供电，避免了厂用电暂升暂降的影响，有利于变频调速控制部分工作的稳定。
[0027]储能升压回路包括AC/DC模块、储电模块、升压模块、触发模块和泄放回路。厂用电输出端连接AC/DC模块的交流端，AC/DC模块的直流端分别连接升压模块的输入端和储电模块，厂用电上电状态下可通过AC/DC模块为储电模块供电。具体地，AC/DC模块与储电模块之间串联有第四开关Q4，以便对储电模块的充放电进行控制。本实施方式中，AC/DC模块与储电模块之间串联有第二熔断器FU2，以便对储电模块进行充电保护。储电模块采用超级电容组或者直流蓄电池组或者厂用保安电源。
[0028]本实施方式中，AC/DC模块的两个输出端之间串联第一电容Cl以便进行隔流保护。
[0029]升压模块输出端通过触发模块连接变频器直流端，具体地，触发模块包括第一二极管VDl+和第二二极管VD1-，升压模块第一输出端连接第一二极管VDl+正极，第一二极管VDl+负极连接变频器直流端正极;升压模块第二输出端连接第二二极管VDl-负极，第二二极管VDl-正极连接变频器直流端负极。
[0030]本实施方式中，变频器直流端还与泄放回路连接，厂用电的持续高电压通过并联在变频器直流端的泄放回路进行能量泄放，可保证电源进线电压升高时变频调速系统能够正常可靠工作。
[0031]本实施方式中，给粉机抗电压扰动电源系统对变频器具有三种供电状态。第一供电状态下，厂用电电压正常，厂用电通过AC/DC模块和第二熔断器FU2给储电模块充电。本实施方式中，储电模块采用超级电容组，如此，充电电压DC236V，远低于变频器直流端电压DC510V，有利于用较少的储能设备来保障系统工作，也提高了设备的安全性。厂用电电压正常状态下，关闭第一开关Ql和第二开关Q2，厂用电通过旁路回路为变频器交流端供电，此时，变频器直流端电压限值正常，其直流端正极电压DC+较高，其直流端负极电压DC-较低，如此，第一二极管VDl+和第二二极管VDl-截止，升压模块热备用不工作，且由于直流端正极电压DC+和负极电压DC-正常，泄放回路不会被触发，也处于热备用状态。
[0032]第二供电状态下，厂用电电压暂降或者失电，具体地，当厂用电额定电压降低至90%额定值以下直至断电时，变频器交流端供电异常导致其直流端负极电压DC-高于其直流端正极电压DC+，从而第一二极管VDl+和第二二极管VDl-导通，升压模块工作，如此，升压模块对储电模块输出电压进行升压至90%直流额定值后为变频器供电，泄放回路热备用。本实施方式中，变频器直流端串联有第一熔断器，触发模块和第一熔断器FUl之间串联有KM接触器。泄放回路和触发模块均通过第一熔断器连接变频器直流端，且泄放回路和触发模块并联。本实施方式中，第一二极管VDl+和第二二极管VDl-配合形成防反二极管，可防止电流反向，升压模块通过KM接触器、防反二极管VDl和第一熔断器FUl给变频器直流端持续供电，可保证变频器主电路正常工作。
[0033]本实施方式中，升压模块采用双BOOST升压模块，双BOOST升压模块包括两个BOOST升压电路，两个BOOST升压电路的输入端并联作为双BOOST升压模块的输入端，两个BOOST升压电路的第一输出端并联作为双BOOST升压模块的第一输出端，两个BOOST升压电路的第二输出端并联作为双BOOST升压模块的第二输出端。
[0034]第三供电状态下，厂用电升压，厂用电输出端通过旁路回路为变频器供电并通过泄放回路进行能量泄放从而保证变频器正常工作，由于变频器直流端正极直流端电压限值高于其直流端负极直流端电压限值，故而触发模块截止，升压模块热备用。泄放回路采用控制单元和泄放电阻，当直流电路的电压增高到预设限值时，控制单元开关接通，泄放电阻工作。。
[0035]本实施方式中，厂用电输出端还通过sro防浪涌模块接地，以便厂用电出现短时超高浪涌电压时，通过Sro防浪涌模块进行短时泄放电，保证系统工作安全。
[0036]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种给粉机抗电压扰动电源系统，其特征在于，包括:旁路回路、控制回路和储存升压回路； 厂用电输出端通过旁路回路连接变频器交流输入端，变频器连接给粉机;厂用电可通过旁路回路向变频器供电； 控制回路包括变压器(Tl)、UPS电源、热继电器和变频调速控制部分;厂用电输出端通过变压器(Tl)连接UPS电源输入端为UPS电源充电，UPS电源输出端通过热继电器连接变频调速控制部分并为其供电，变频调速控制部分连接变频器控制端并控制变频器工作； 储能升压回路包括AC/DC模块、储电模块、升压模块、触发模块和泄放回路;厂用电输出端连接AC/DC模块的交流端，AC/DC模块的直流端分别连接升压模块的输入端和储电模块；升压模块输出端通过触发模块连接变频器直流端，变频器直流端还与泄放回路连接;厂用电上电状态下可通过AC/DC模块为储电模块供电； 所述给粉机抗电压扰动电源系统对变频器具有三种供电状态，第一供电状态下，厂用电电压正常，升压模块和泄放回路热备用，厂用电输出端通过旁路回路为变频器供电，并为储电模块充电；第二供电状态下，厂用电电压暂降或者失电，升压模块对储电模块输出电压进行升压后为变频器供电，泄放回路热备用;第三供电状态下，厂用电升压，升压模块热备用，厂用电输出端通过旁路回路为变频器供电并通过泄放回路进行能量泄放;触发模块根据变频器直流端正负极的电压变化控制升压模块工作或者热备用，泄放回路根据变频器直流端电压限值进行工作。2.如权利要求1所述的给粉机抗电压扰动电源系统，其特征在于，触发模块包括第一二极管(VDl+)和第二二极管(VD1-)，升压模块第一输出端连接第一二极管(VDl+)正极，第一二极管(VD1+)负极连接变频器直流端正极;升压模块第二输出端连接第二二极管(VD 1-)负极，第二二极管(VD1-)正极连接变频器直流端负极。3.如权利要求2所述的给粉机抗电压扰动电源系统，其特征在于，变频器直流端串联有第一熔断器(FUl)，泄放回路和触发模块均通过第一熔断器(FUl)连接变频器直流端，且泄放回路和触发模块并联。4.如权利要求3所述的给粉机抗电压扰动电源系统，其特征在于，触发模块和第一熔断器(FUl)之间串联有接触器。5.如权利要求1所述的给粉机抗电压扰动电源系统，其特征在于，AC/DC模块与储电模块之间串联有第二熔断器。6.如权利要求1所述的给粉机抗电压扰动电源系统，其特征在于，厂用电输出端还通过防浪涌模块接地。7.如权利要求1所述的给粉机抗电压扰动电源系统，其特征在于，升压模块采用双BOOST升压模块。8.如权利要求1所述的给粉机抗电压扰动电源系统，其特征在于，储电模块采用超级电容组或者直流蓄电池组或者厂用保安电源。9.如权利要求1所述的给粉机抗电压扰动电源系统，其特征在于，泄放回路采用控制单元和泄放电阻，控制单元根据直流电路的电压控制泄放电阻工作。
【文档编号】H02J9/06GK105827013SQ201610313200
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年5月11日
【发明人】李刚, 殷骏, 张 浩, 姚琦, 程琦, 谢芝东
【申请人】安徽立卓智能电网科技有限公司