一种高温碳化炉冷却水EPS应急电源系统的制作方法

本实用新型属于EPS应急电源技术领域，具体涉及一种高温碳化炉冷却水EPS应急电源系统。

背景技术：

碳纤维由于具有轻质、高强、高模量及在非氧化气氛下耐高温等功能特点，是发展航空航天及军事工业等尖端技术必不可少的新型材料。实践证明，高温碳化炉的温度控制在碳纤维由原丝转化为碳丝的过程中起着决定性作用，直接决定着碳纤维的产品品质。而一般情况下碳纤维生产要求高温碳化炉的温度都在1400℃左右，甚至更高，一旦在运行过程中市电突然中断，其冷却循环水应急电路若失效或出现故障，会导致非常严重甚至灾难性的后果。因此为达到高温碳化炉的稳定安全运行，其冷却循环水应急电源电路的设计就显得尤其重要，目前国内高温碳化炉冷却水EPS应急电源的电路设计及装置，通常都是由充电器、蓄电池组、逆变器、自动切换装置、输入输出部件、电池监测装置、控制系统、状态显示器、操作面板等组成。逆变器是EPS应急电源中的核心部件，市电异常时，蓄电池组存储的直流电能通过逆变器转化为与市电相同频率、电压的交流电，供给高温碳化炉冷却水循环负载，由于国产大功率逆变器质量及稳定性方面比较差，经常发生逆变器故障及损坏现象，直接导致EPS应急电源控制功能失效，使用进口逆变器，除成本高外，高温碳化炉本身功率大，使得厂区电网谐波过大等不稳定因素，导致进口逆变器稳定性变差。为提高逆变器使用寿命及稳定性，国内有些碳纤维生产厂家在做高温碳化炉冷却水EPS应急电源电路设计时，将负载供电状态通过EPS专用逆变器和变频器分开，即市电状况下，通过变频器供给冷却水负载泵，EPS专用逆变器仅作为市电异常时使用，市电正常时处于待机状态，该设计虽然一定程度上增加逆变器使用寿命，但存在控制线路复杂，费用较大，维修不便等缺点。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种高温碳化炉冷却水EPS应急电源系统，其设计新颖合理，可实现高温碳化炉冷却水准确安全的循环，控制严谨，操作便捷，减少逆变器的使用，维护方便，价格低廉，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种高温碳化炉冷却水EPS应急电源系统，其特征在于：包括电网供电电源和远程控制终端，以及与电网供电电源连接的UPS备用电源和高温碳化炉冷却水控制装置，所述高温碳化炉冷却水控制装置的数量为两个，两个所述高温碳化炉冷却水控制装置中的一个所述高温碳化炉冷却水控制装置安装在高温碳化炉冷却水冷却塔管路上，两个所述高温碳化炉冷却水控制装置中的另一个所述高温碳化炉冷却水控制装置安装在高温碳化炉体冷却水循环管路上，两个所述高温碳化炉冷却水控制装置的结构均相同，所述高温碳化炉冷却水控制装置包括直流供电电源以及互为备用水泵的第一水泵和第二水泵，第一水泵通过第一变频器与电网供电电源和所述直流供电电源均连接，第二水泵通过第二变频器与电网供电电源和所述直流供电电源均连接，第一变频器和第二变频器之间接有闭锁开关，闭锁开关与所述远程控制终端连接，所述直流供电电源包括与电网供电电源连接的充电器和与充电器连接的蓄电池，蓄电池通过第一单向二极管与第一变频器连接，蓄电池通过第二单向二极管与第二变频器连接，所述高温碳化炉冷却水控制装置还包括与所述远程控制终端连接且用于控制第一变频器和第二变频器工作状态的就地远程切换开关。

上述的一种高温碳化炉冷却水EPS应急电源系统，其特征在于：所述远程控制终端包括PLC控制模块以及与PLC控制模块相接的操作按钮、运行指示灯、停止指示灯和故障指示灯，所述闭锁开关与PLC控制模块的输入端相接，就地远程切换开关与PLC控制模块的输出端相接。

上述的一种高温碳化炉冷却水EPS应急电源系统，其特征在于：第一单向二极管和第二单向二极管同向并联连接，所述电网供电电源与充电器之间、充电器与蓄电池之间、电网供电电源与UPS备用电源之间、蓄电池与同向并联的第一单向二极管和第二单向二极管的阳极之间、电网供电电源与第一变频器之间以及电网供电电源与第二变频器之间均安装有空气开关。

上述的一种高温碳化炉冷却水EPS应急电源系统，其特征在于：所述第一变频器和第二变频器均为具有交直流双供电功能的变频器。

上述的一种高温碳化炉冷却水EPS应急电源系统，其特征在于：所述充电器为恒压限流式充电器。

上述的一种高温碳化炉冷却水EPS应急电源系统，其特征在于：所述蓄电池包括多个串联连接的12V直流可充电电池，所述12V直流可充电电池为阀控铅酸可充电电池。

上述的一种高温碳化炉冷却水EPS应急电源系统，其特征在于：所述PLC控制模块通过有线或无线的方式与工控机连接。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过设置两个高温碳化炉冷却水控制装置，其中一个高温碳化炉冷却水控制装置安装在高温碳化炉冷却水冷却塔管路上，另一个高温碳化炉冷却水控制装置安装在高温碳化炉体冷却水循环管路上，每个高温碳化炉冷却水控制装置均设置两个互为备用的水泵，通过闭锁开关控制两个互为备用的水泵互锁动作，功能完备，便于推广使用。

2、本实用新型采用具有交直流双供电功能的变频器控制水泵工作，当电网供电电源异常的情况下，启用蓄电池直流供电，减少逆变器的使用，可靠稳定，使用效果好。

3、本实用新型充电器采用恒压限流式充电器，具备温度补偿功能，最大电流不会超过所配用蓄电池的允许值，可有效避免快速充电，增加了蓄电池的使用寿命，且蓄电池采用阀控铅酸蓄电池，价格较低、使用维护方便简单，有效提高了EPS应急电源中能量来源的稳定性及可靠性。

4、本实用新型采用就地远程切换开关，可实现就近控制和远程控制变频器工作的功能，远程控制终端采用PLC控制模块，实现简单，通过指示灯实时显示EPS应急电源的工作状态，使用效果好。

5、本实用新型设计新颖合理，体积小，投入成本低，维护方便，实用性强，便于推广使用。

综上所述，本实用新型设计新颖合理，可实现高温碳化炉冷却水准确安全的循环，控制严谨，操作便捷，减少逆变器的使用，维护方便，价格低廉，实用性强，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。

附图标记说明:

1—电网供电电源； 2—UPS备用电源； 3—PLC控制模块；

4—操作按钮； 5—运行指示灯； 6—停止指示灯；

7—故障指示灯； 8-1—充电器； 8-2—蓄电池；

8-3—第一单向二极管； 8-4—第二单向二极管； 8-5—第一变频器；

8-6—第二变频器； 8-7—第一水泵； 8-9—第二水泵；

8-10—闭锁开关； 8-11—就地远程切换开关。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括电网供电电源1和远程控制终端，以及与电网供电电源1连接的UPS备用电源2和高温碳化炉冷却水控制装置，所述高温碳化炉冷却水控制装置的数量为两个，两个所述高温碳化炉冷却水控制装置中的一个所述高温碳化炉冷却水控制装置安装在高温碳化炉冷却水冷却塔管路上，两个所述高温碳化炉冷却水控制装置中的另一个所述高温碳化炉冷却水控制装置安装在高温碳化炉体冷却水循环管路上，两个所述高温碳化炉冷却水控制装置的结构均相同，所述高温碳化炉冷却水控制装置包括直流供电电源以及互为备用水泵的第一水泵8-7和第二水泵8-9，第一水泵8-7通过第一变频器8-5与电网供电电源1和所述直流供电电源均连接，第二水泵8-9通过第二变频器8-6与电网供电电源1和所述直流供电电源均连接，第一变频器8-5和第二变频器8-6之间接有闭锁开关8-10，闭锁开关8-10与所述远程控制终端连接，所述直流供电电源包括与电网供电电源1连接的充电器8-1和与充电器8-1连接的蓄电池8-2，蓄电池8-2通过第一单向二极管8-3与第一变频器8-5连接，蓄电池8-2通过第二单向二极管8-4与第二变频器8-6连接，所述高温碳化炉冷却水控制装置还包括与所述远程控制终端连接且用于控制第一变频器8-5和第二变频器8-6工作状态的就地远程切换开关8-11。

本实施例中，第一单向二极管8-3和第二单向二极管8-4同向并联连接，所述电网供电电源1与充电器8-1之间、充电器8-1与蓄电池8-2之间、电网供电电源1与UPS备用电源2之间、蓄电池8-2与同向并联的第一单向二极管8-3和第二单向二极管8-4的阳极之间、电网供电电源1与第一变频器8-5之间以及电网供电电源1与第二变频器8-6之间均安装有空气开关。

本实施例中，安装在高温碳化炉冷却水冷却塔管路上的一个所述高温碳化炉冷却水控制装置控制该装置中互为备用的两个水泵互锁使用，保证高温碳化炉冷却水冷却塔为高温碳化炉中的凝汽器提供凉水源，安装在高温碳化炉体冷却水循环管路上的另一个所述高温碳化炉冷却水控制装置控制该装置中互为备用的两个水泵互锁使用，保证高温碳化炉体冷却水循环可靠为高温碳化炉中提供可靠的温度控制，两个所述高温碳化炉冷却水控制装置与电网供电电源1、UPS备用电源2和远程控制终端配合使用且使用方法相同；当电网供电电源1工作正常时，所述电网供电电源1分两路输出，一路通过充电器8-1为该装置中的蓄电池8-2充电，另一路为第一变频器8-5和第二变频器8-6供电；蓄电池8-2充满则断开所述电网供电电源1与充电器8-1之间空气开关，闭锁开关8-10检测第一变频器8-5和第二变频器8-6的状态，保证第一变频器8-5和第二变频器8-6中的一个保持工作状态，并将信号传输至所述远程控制终端，所述远程控制终端控制就地远程切换开关8-11实现第一变频器8-5或第二变频器8-6中的一个变频器就地控制或远程控制运行或停止，同时所述远程控制终端通过指示灯显示是哪一个变频器控制的哪一个水泵工作；当电网供电电源1工作异常时，通过闭合电网供电电源1与充电器8-1之间空气开关，以及接通UPS备用电源2为所述远程控制终端供电，第一变频器8-5或第二变频器8-6中的一个变频器由交流供电转换为直流供电，与第一变频器8-5连接的第一单向二极管8-3和与第二变频器8-6连接的第二单向二极管8-4保证变频器供电稳定，避免电源反接对变频器带来的损坏。

本实施例中，所述蓄电池8-2包括多个串联连接的12V直流可充电电池，所述12V直流可充电电池为阀控铅酸可充电电池。

本实施例中，所述充电器8-1为恒压限流式充电器。

本实施例中，所述恒压限流式充电器采用输入交流电压380V，输出最大直流电压600V，电网供电电源1采用380V三相交流电源，所述蓄电池8-2采用43节12V直流可充电电池串联连接。

如图1所示，本实施例中，所述远程控制终端包括PLC控制模块3以及与PLC控制模块3相接的操作按钮4、运行指示灯5、停止指示灯6和故障指示灯7，所述闭锁开关8-10与PLC控制模块3的输入端相接，就地远程切换开关8-11与PLC控制模块3的输出端相接。

本实施例中，所述第一变频器8-5和第二变频器8-6均为具有交直流双供电功能的变频器。

本实施例中，所述PLC控制模块3通过有线或无线的方式与工控机连接，工控机安装设置在监控室内，保证工作人员在室内就可以观察高温碳化炉温度控制状态，减少工作人员的工作量。

本实用新型使用时，当电网供电电源1工作正常时，电网供电电源1同时为两个所述高温碳化炉冷却水控制装置中的第一变频器8-5和第二变频器8-6提供交流电源，并且两个所述高温碳化炉冷却水控制装置均通过自身的充电器8-1为蓄电池8-2充电，保证电网供电电源1工作异常时第一变频器8-5或第二变频器8-6可继续工作，此时，两个所述高温碳化炉冷却水控制装置均通过自身的闭锁开关8-10检测当前状态下第一变频器8-5和第二变频器8-6中的哪一个处于接通状态，并将该信息传输至PLC控制模块3，就地远程切换开关8-11可就近选择两个变频器中的一个工作，就地远程切换开关8-11也可通过PLC控制模块3实现远程选择两个变频器中的一个工作，当前状态下工作的变频器出现异常时可将信息传输至闭锁开关8-10，实现闭锁开关8-10的切换，并将该状态通过故障指示灯7显示，工作人员可手动启动就地远程切换开关8-11或通过PLC控制模块3触发就地远程切换开关8-11切换变频器，运行指示灯5和停止指示灯6实时显示当前水泵工作情况，两个所述高温碳化炉冷却水控制装置配合实现高温碳化炉冷却水冷却塔管路和高温碳化炉体冷却水循环管路凉水输送正常；当电网供电电源1工作异常时，采用两个所述高温碳化炉冷却水控制装置自身的蓄电池8-2为各自的两个变频器供电，维持两个水泵短时间的工作条件，为工作人员抢修提供了可靠保障，UPS备用电源2为远程控制终端提供低压供电，操作按钮4包括四个启动按钮和四个停止按钮，分别用于控制两个所述高温碳化炉冷却水控制装置中的四个变频器工作状态，从而控制四个水泵的启动和停止，可见四个水泵可实现独立控制，其中运行指示灯5、停止指示灯6和故障指示灯7的数量均为四个，分别用于显示四个水泵的工作状态，在远程控制的模式下，PLC控制模块3可实时与工控机通信，通过工控机可实现EPS应急电源系统远程的显示和操作，使用效果好。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。