一體化逆變電源在煉鐵生產(chǎn)中的應(yīng)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(xiàn)代煉鐵行業(yè)，隨著生產(chǎn)節(jié)奏的加快和冶煉強(qiáng)度的提高，對生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行的可靠性提出了更高的要求。其中，核心設(shè)備為高爐，高爐的穩(wěn)定順行與否，直接影響到生鐵的質(zhì)量與產(chǎn)量。但是，爐內(nèi)是高壓、高溫的環(huán)境，在經(jīng)過長時間的冶煉生產(chǎn)后，爐壁、冷卻壁、隔熱層會出現(xiàn)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(nèi)的壓力、溫度會繼續(xù)升高，高爐爐體將承受嚴(yán)重的負(fù)載，當(dāng)沒有適當(dāng)?shù)耐緩结尫艩t內(nèi)壓，爐體將會發(fā)生變形，甚至導(dǎo)致爐體破裂，使高爐煤氣大量泄露，不僅損毀高爐設(shè)備，進(jìn)而會危及生產(chǎn)人員的生命、安全。這就要求在危急情況下，通過相關(guān)電氣設(shè)備的輔助，保證高爐及人身的安全。

1 電源選用

為了穩(wěn)定高爐設(shè)備，保證其可靠性，應(yīng)對調(diào)整壓力、溫度的設(shè)備以及釋放爐內(nèi)壓的設(shè)備增加備用電源，且該電源應(yīng)與常用電源取自不同的系統(tǒng)，獨(dú)立互不影響，如果在正常生產(chǎn)時，原有電源非正常停電，可以自動、快速地切換到備用系統(tǒng)，啟用備用電源，在短暫的時間內(nèi)將某些設(shè)備關(guān)閉，另外一些設(shè)備開啟，使高爐緊急休風(fēng)，對高爐爐體起到保護(hù)作用，大大增強(qiáng)了高爐的穩(wěn)定性。尋找解決方案，應(yīng)從壓力、溫度的來源以及釋放途徑著手。高爐內(nèi)的高壓、高溫環(huán)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(jīng)調(diào)壓閥組送給煉鐵高爐使用，二是冷風(fēng)在燃燒后的熱風(fēng)爐內(nèi)經(jīng)過熱交換，形成高溫供給高爐使用，冷風(fēng)管道上由調(diào)節(jié)其風(fēng)流量的冷風(fēng)放風(fēng)閥；在高爐的最頂端有兩套放散設(shè)備，它們與爐內(nèi)空間相通，其中一套由位于爐前位置的卷揚(yáng)機(jī)經(jīng)鋼絲繩，與放散設(shè)備的密封蓋相連，可操作卷揚(yáng)機(jī)控制密封蓋的開、合，當(dāng)開啟時，爐內(nèi)與大氣環(huán)境連接。

以上設(shè)備的電源均來自低配室內(nèi)，為了縮短常、備用電源系統(tǒng)間的連接、有利維護(hù)，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(tǒng)。一體化逆變電源的整個系統(tǒng)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(tǒng)一由直流電源部分提供。

2 一體化逆變電源原理

該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理：正常情況下，常用電源系統(tǒng)投入使用，備用逆變電源處于熱備狀態(tài)，其中直流電源部分儲存直流電能；當(dāng)發(fā)生非正常停電時，通過自動切換開關(guān)，將設(shè)備的電源轉(zhuǎn)到逆變系統(tǒng)，經(jīng)直交逆變器將直流電能逆變?yōu)榻涣麟娔埽┙o設(shè)備設(shè)備使用，開合某些設(shè)備，使高爐緊急休風(fēng)（附電氣原理簡圖）。

該逆變系統(tǒng)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(jìn)行監(jiān)控，并設(shè)置整個系統(tǒng)的參數(shù)，以適應(yīng)生產(chǎn)中的某些需要；

2.3 逆變電源屏：主要的設(shè)備是直交逆變器、ATS轉(zhuǎn)換開關(guān)，其中，逆變器可將電池屏中的直流電能轉(zhuǎn)變、并輸出交流電能；ATS轉(zhuǎn)化開關(guān)能夠準(zhǔn)確、快速地在常、備用電源系統(tǒng)間切換，并可設(shè)置兩路電源的優(yōu)先級。該屏的作用為：將逆變的交流電能，經(jīng)過ATS開關(guān)的選擇輸送給所需設(shè)備。

3 設(shè)備調(diào)試

設(shè)備上電之前，務(wù)必檢查所有的接線連接妥當(dāng)，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(jī)線，通訊線，背板端子等連接完全。

3.1 先調(diào)試直流電源部分。合上進(jìn)線開關(guān)、模塊開關(guān)、避雷器開關(guān)，測量電壓等。幾秒鐘模塊正常運(yùn)行后設(shè)置監(jiān)控器參數(shù)。主要內(nèi)容包括（1）交流設(shè)置；（2）直流設(shè)置；（3）模塊設(shè)置；（4）電池管理：（5）電池巡檢。設(shè)置完畢后，模塊電壓應(yīng)達(dá)到270V。然后檢查各狀態(tài)量、信號量等，監(jiān)控與電池巡檢模塊、信號采集模塊能夠正常報(bào)警。即可進(jìn)行下一部分。

3.2 單相逆變部分調(diào)試。具體調(diào)試步驟：（1）測量交流電壓，直流電壓。（2）先合交流輸出開關(guān)，再合直流和交流輸入開關(guān)。（3）逆變啟動完成后，設(shè)定在旁路優(yōu)先的運(yùn)行狀態(tài)。無問題后，檢驗(yàn)指示燈，輸出開關(guān)的對應(yīng)性。調(diào)試過程中，可能出現(xiàn)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(diào)試三相逆變部分。三相逆變是作為ATS開關(guān)的備用電源使用的，因此需先調(diào)試ATS開關(guān)，再調(diào)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(tài)。

全部檢測無誤后，就可以進(jìn)行外回路的接線，調(diào)整相序等工作。注意需要使ATS兩側(cè)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(jī)不至于出現(xiàn)反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。單相逆變旁路進(jìn)線須由同一路交流提供。三相逆變交流進(jìn)線可采用三路不同交流電源。接下來可以根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際需要進(jìn)行帶負(fù)載的測試。

結(jié)語

本文主要論述了一體化逆變電源的選用原則和系統(tǒng)原理。研究了一體化逆變電源的調(diào)試重點(diǎn)。該系統(tǒng)在煉鐵實(shí)施完畢后，試車非常成功，生產(chǎn)中應(yīng)用穩(wěn)定，保證了生產(chǎn)設(shè)備和人身的安全。效果顯著。

[1]潘建.新型軟開關(guān)逆變電源設(shè)計(jì)[J].儀表技術(shù)，2011(12):12-14.

[2]李銳；基于LM3S615的逆變電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電氣開關(guān),2011(3):24-26.