一體化逆變電源在煉鐵生產中的應用

陳龍飛

（山東省萊蕪鋼鐵股份有限公司煉鐵廠，山東 萊蕪 271104）

前言

現代煉鐵行業，隨著生產節奏的加快和冶煉強度的提高，對生產設備運行的可靠性提出了更高的要求。其中，核心設備為高爐，高爐的穩定順行與否，直接影響到生鐵的質量與產量。但是，爐內是高壓、高溫的環境，在經過長時間的冶煉生產后，爐壁、冷卻壁、隔熱層會出現不同程度的損傷，如果操作失誤或是非正常停電等情況，長時間后，爐內的壓力、溫度會繼續升高，高爐爐體將承受嚴重的負載，當沒有適當的途徑釋放爐內壓，爐體將會發生變形，甚至導致爐體破裂，使高爐煤氣大量泄露，不僅損毀高爐設備，進而會危及生產人員的生命、安全。這就要求在危急情況下，通過相關電氣設備的輔助，保證高爐及人身的安全。

1 電源選用

為了穩定高爐設備，保證其可靠性，應對調整壓力、溫度的設備以及釋放爐內壓的設備增加備用電源，且該電源應與常用電源取自不同的系統，獨立互不影響，如果在正常生產時，原有電源非正常停電，可以自動、快速地切換到備用系統，啟用備用電源，在短暫的時間內將某些設備關閉，另外一些設備開啟，使高爐緊急休風，對高爐爐體起到保護作用，大大增強了高爐的穩定性。尋找解決方案，應從壓力、溫度的來源以及釋放途徑著手。高爐內的高壓、高溫環境有兩部分組成：一是通過燃燒高爐煤氣提供，由熱電廠供給，經調壓閥組送給煉鐵高爐使用，二是冷風在燃燒后的熱風爐內經過熱交換，形成高溫供給高爐使用，冷風管道上由調節其風流量的冷風放風閥；在高爐的最頂端有兩套放散設備，它們與爐內空間相通，其中一套由位于爐前位置的卷揚機經鋼絲繩，與放散設備的密封蓋相連，可操作卷揚機控制密封蓋的開、合，當開啟時，爐內與大氣環境連接。

以上設備的電源均來自低配室內，為了縮短常、備用電源系統間的連接、有利維護，故將備用電源也放在該低配室中，又考慮到低配室這樣狹小的空間，因此選用一體化逆變電源系統。一體化逆變電源的整個系統大致可以分為三個部分，直流電源部分，單相逆變部分，三相逆變部分。三個部分交流電源可以分別引入，互不干擾。直流電源統一由直流電源部分提供。

2 一體化逆變電源原理

該系統的設計原理：正常情況下，常用電源系統投入使用，備用逆變電源處于熱備狀態，其中直流電源部分儲存直流電能；當發生非正常停電時，通過自動切換開關，將設備的電源轉到逆變系統，經直交逆變器將直流電能逆變為交流電能，供給設備設備使用，開合某些設備，使高爐緊急休風（附電氣原理簡圖）。

該逆變系統有兩面電池屏（1、2）、直流電源屏（電源屏1）、逆變電源屏（電源屏2）組成，其中：

2.1 電池屏：電池屏中放置了四十塊直流蓄電池，平均整齊地排列在這兩面柜子中，編號是1到40，用于儲蓄直流電能；

2.2 直流電源屏：該屏與電池屏相連接，主要功能是，向蓄電池充電，對40塊電池、直流電源及輸出交流進行監控，并設置整個系統的參數，以適應生產中的某些需要；

2.3 逆變電源屏：主要的設備是直交逆變器、ATS轉換開關，其中，逆變器可將電池屏中的直流電能轉變、并輸出交流電能；ATS轉化開關能夠準確、快速地在常、備用電源系統間切換，并可設置兩路電源的優先級。該屏的作用為：將逆變的交流電能，經過ATS開關的選擇輸送給所需設備。

3 設備調試

設備上電之前，務必檢查所有的接線連接妥當，無接錯線，短路，斷路等情況存在。尤其是交流回路和直流回路之間無串接，電源極性正確，裝置及變壓器上沒有雜物。裝置之間的并機線，通訊線，背板端子等連接完全。

3.1 先調試直流電源部分。合上進線開關、模塊開關、避雷器開關，測量電壓等。幾秒鐘模塊正常運行后設置監控器參數。主要內容包括（1）交流設置；（2）直流設置；（3）模塊設置；（4）電池管理：（5）電池巡檢。設置完畢后，模塊電壓應達到270V。然后檢查各狀態量、信號量等，監控與電池巡檢模塊、信號采集模塊能夠正常報警。即可進行下一部分。

3.2 單相逆變部分調試。具體調試步驟：（1）測量交流電壓，直流電壓。（2）先合交流輸出開關，再合直流和交流輸入開關。（3）逆變啟動完成后，設定在旁路優先的運行狀態。無問題后，檢驗指示燈，輸出開關的對應性。調試過程中，可能出現其他指示燈微亮或者微閃的狀況，這是干擾造成的，只要接線無誤，不會影響正常的使用。

3.3 調試三相逆變部分。三相逆變是作為ATS開關的備用電源使用的，因此需先調試ATS開關，再調試三相逆變電源。同時，直流電源部分，單相逆變部分必須都處在工作狀態。

全部檢測無誤后，就可以進行外回路的接線，調整相序等工作。注意需要使ATS兩側電源的相序保持一致，即交流輸入與三相逆變輸出相序一致，電機不至于出現反轉現象。單相逆變旁路進線須由同一路交流提供。三相逆變交流進線可采用三路不同交流電源。接下來可以根據現場實際需要進行帶負載的測試。

結語

本文主要論述了一體化逆變電源的選用原則和系統原理。研究了一體化逆變電源的調試重點。該系統在煉鐵實施完畢后，試車非常成功，生產中應用穩定，保證了生產設備和人身的安全。效果顯著。

[1]潘建.新型軟開關逆變電源設計[J].儀表技術，2011(12):12-14.

[2]李銳；基于LM3S615的逆變電源系統設計[J].電氣開關,2011(3):24-26.