DC—BANK在燃機抗“晃電”中的應用

劉波+張和平+樊擁軍+張均升+代永強

摘 要 電網的“晃電”是因雷擊、短路或其他原因造成電網短時電壓波動或短時斷電的情況。當“晃電”發生時，燃機設備的保護動作促使燃機機組停機，影響到整個塔北油田電網的穩定運行。為防止這種情況的發生，通過增加一套備用電源系統（DC-BANK），使其在“晃電”發生時能迅速切入，代替原電源保證機組繼續正常運行。在電源電壓恢復平穩后，備用電源系統順利切出，恢復正常供電模式，躲過“晃電”的影響。

關鍵詞 晃電;電壓波動;DC-BANK

中圖分類號：TM761 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）22-0115-01

輪南燃機電站共有6臺燃氣輪機發電機組，是塔北電網的主力電源。燃氣輪機發電機組的潤滑油壓力由潤滑油泵提供，液壓動力由伺服油泵提供。燃機的滑油系統包括潤滑油泵、伺服油泵以及潤滑油冷卻風扇，它們都是由變頻器驅動的低壓電動機帶動。

由于供電線路長，塔北地區自然環境較為惡劣等原因，電網常常發生“晃電”現象（由于雷擊、短路或其他原因造成電網短時電壓波動或短時斷電的現象俗語稱“晃電”）。“晃電”現象發生時，導致電站的低壓母線電壓瞬時急劇下降，燃機輔助電機變頻器出現電壓保護使輸出降低而停運，造成燃機的輔助電機降速或停轉，待低壓母線電壓瞬時波動平穩后，燃機輔助電機變頻器繼續正常工作或保護停運，使燃機監測到機組潤滑油壓力、伺服油壓力、滑油溫度發生異常，當異常超出燃機保護定值時，燃機出現保護停機，這就造成塔北電網甩負荷事故的發生，嚴重影響油田的正常生產。

為了減少“晃電”對機組的影響，我們需要在電站低壓母線電壓下降到足以導致變頻器出力下降之前，有一備用電源系統迅速切入，代替原電源為變頻器供電，保證機組繼續正常運行。在電源電壓恢復平穩后，備用電源系統順利切出，變頻器恢復正常供電模式，躲過“晃電”的影響。在這一過程中必須保證變頻器輸出電壓保持不變，兩次切換過程對機組滑油系統的影響可以忽略不計。

1 DC-BANK解決方案

1）未實施改造前設備的運行方式。

設備正常運行時，由電站低壓電經變頻器驅動運行，電網的一切波動都會經變頻器影響設備的正常運轉。

2）設備加裝DC-BANK系統后的運行方式。

DC-BANK系統是由充電機、蓄電池、靜態切換開關、保護元件及PLC控制器組成。

當發生“晃電”時，電站低壓母線電壓下降時，變頻器直流母線電壓也隨之下降，當直流母線電壓降至低于DC-BANK蓄電池電壓時，將靜態開關觸發接通，DC-BANK提供直流電源到變頻器直流母線，經變頻器逆變后供給電機使用，從而保證在“晃電”過程中電機轉速不變。當供電系統發生更大故障，導致低壓母線電源完全中斷時，DC-BANK系統通過控制系統也會迅速觸發接通靜態開關SW，向變頻器直流母線送電，保證電機正常運行。當低壓母線電源恢復正常供電，電機在市電支撐下恢復正常工作，DC-BANK系統切出，蓄電池轉為自動維護狀態。在連續多次“晃電”的情況下，DC-BANK系統能完成多次保護。

2 試驗及實際運用效果

試驗分三個步驟，首先將進行主電源斷電試驗，其次進行主電源“晃動”試驗，最后將帶負載進行DC-BANK系統支撐時間試驗

試驗結果：斷開主斷路器、晃電試驗、以及DC-BANK支撐時間試驗均取得良好的效果。電機改由DC-BANK系統蓄電池供電，電機轉速及變頻器輸出電壓無明顯變化，電機運轉正常。DC-BANK系統蓄電池持續供電15分鐘后，輔助電機的轉速正常，其變頻器輸出電壓無明顯變化。試驗證明在整個電壓系統全部故障時，DC-BANK系統仍然可以迅速切入為變頻器供電，并最少支撐15分鐘。

在經過近2年的實際運行中，杜絕了因“晃電”引起的燃機跳機故障，取得很好的效果，DC-BANK系統為燃機的安全平穩運行提供了良好的保障。

3 DC-BANK的優勢

1）DC-BANK系統與常規UPS系統比較。DC-BANK系統通過自身架構，只過一次AC/DC的轉換，向用電設備提供直流電源;并對蓄電池充電，其功率較小;在非正常狀況下時，提供直流電源給用電設備，自身故障不會影響用電設備正常運行;當電網出現“晃電”時，DC-BANK系統通過靜態切換開關進行切換，的響應時間一般<6ms。

常規UPS系統一般采用AC/DC、DC/AC兩次變換向用電設備提供不間斷交流電源。既要給蓄電池充電，又要向逆變器提供直流電源，其功率較大;用電設備的電源輸入都要通過UPS系統，其自身故障會影響用電設備正常運行;在供電系統出現“晃電”時，其切換為直流供電的響應時間一般>10ms。

2）DC-BANK系統與電容系統使用效果對比。DC-BANK系統在電網發生“晃電”時可以保證持續供電15min;連續“晃電”時，可以連續完成多次運行設備的用電支撐;其造價及后期維護費用較低。

電容系統在電網發生“晃電”時可以保證持續供電<10s;在電網發生連續“晃電”時，只能完成一次運行設備的用電支撐;造價及后期維護費用較高。

4 結束語

基于DC-BANK系統快速的切換能力，平穩的供電能力，它可以作為各項工業生產中主要設備的應急支撐電源。適用于連續性生產工藝裝置，當主電源出現波動時，為保動力設備繼續運行，使工藝生產過程可以進行緊急處理。這對于電力質量要求很高的場所，如各作業區集中控制室監控系統，油氣集輸站各種連續運行設備，化工廠連續生產裝置，通訊公司各通信站等，具有很高的推廣價值。

參考文獻

[1]李言.DC-BANK抗晃電技術在空分液氧泵改造中的應用[J].科技信息，2012（11）.

[2]林天柱，沙立民，高尚飛.DC-BANK抗晃電技術及問題研究[J].電氣應用，2011（19）.

作者簡介

劉波，工程師，2005年畢業于新疆大學電氣工程及其自動化專業，從事電站生產管理工作。endprint

摘 要 電網的“晃電”是因雷擊、短路或其他原因造成電網短時電壓波動或短時斷電的情況。當“晃電”發生時，燃機設備的保護動作促使燃機機組停機，影響到整個塔北油田電網的穩定運行。為防止這種情況的發生，通過增加一套備用電源系統（DC-BANK），使其在“晃電”發生時能迅速切入，代替原電源保證機組繼續正常運行。在電源電壓恢復平穩后，備用電源系統順利切出，恢復正常供電模式，躲過“晃電”的影響。

關鍵詞 晃電;電壓波動;DC-BANK

中圖分類號：TM761 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）22-0115-01

輪南燃機電站共有6臺燃氣輪機發電機組，是塔北電網的主力電源。燃氣輪機發電機組的潤滑油壓力由潤滑油泵提供，液壓動力由伺服油泵提供。燃機的滑油系統包括潤滑油泵、伺服油泵以及潤滑油冷卻風扇，它們都是由變頻器驅動的低壓電動機帶動。

由于供電線路長，塔北地區自然環境較為惡劣等原因，電網常常發生“晃電”現象（由于雷擊、短路或其他原因造成電網短時電壓波動或短時斷電的現象俗語稱“晃電”）。“晃電”現象發生時，導致電站的低壓母線電壓瞬時急劇下降，燃機輔助電機變頻器出現電壓保護使輸出降低而停運，造成燃機的輔助電機降速或停轉，待低壓母線電壓瞬時波動平穩后，燃機輔助電機變頻器繼續正常工作或保護停運，使燃機監測到機組潤滑油壓力、伺服油壓力、滑油溫度發生異常，當異常超出燃機保護定值時，燃機出現保護停機，這就造成塔北電網甩負荷事故的發生，嚴重影響油田的正常生產。

為了減少“晃電”對機組的影響，我們需要在電站低壓母線電壓下降到足以導致變頻器出力下降之前，有一備用電源系統迅速切入，代替原電源為變頻器供電，保證機組繼續正常運行。在電源電壓恢復平穩后，備用電源系統順利切出，變頻器恢復正常供電模式，躲過“晃電”的影響。在這一過程中必須保證變頻器輸出電壓保持不變，兩次切換過程對機組滑油系統的影響可以忽略不計。

1 DC-BANK解決方案

1）未實施改造前設備的運行方式。

設備正常運行時，由電站低壓電經變頻器驅動運行，電網的一切波動都會經變頻器影響設備的正常運轉。

2）設備加裝DC-BANK系統后的運行方式。

DC-BANK系統是由充電機、蓄電池、靜態切換開關、保護元件及PLC控制器組成。

當發生“晃電”時，電站低壓母線電壓下降時，變頻器直流母線電壓也隨之下降，當直流母線電壓降至低于DC-BANK蓄電池電壓時，將靜態開關觸發接通，DC-BANK提供直流電源到變頻器直流母線，經變頻器逆變后供給電機使用，從而保證在“晃電”過程中電機轉速不變。當供電系統發生更大故障，導致低壓母線電源完全中斷時，DC-BANK系統通過控制系統也會迅速觸發接通靜態開關SW，向變頻器直流母線送電，保證電機正常運行。當低壓母線電源恢復正常供電，電機在市電支撐下恢復正常工作，DC-BANK系統切出，蓄電池轉為自動維護狀態。在連續多次“晃電”的情況下，DC-BANK系統能完成多次保護。

2 試驗及實際運用效果

試驗分三個步驟，首先將進行主電源斷電試驗，其次進行主電源“晃動”試驗，最后將帶負載進行DC-BANK系統支撐時間試驗

試驗結果：斷開主斷路器、晃電試驗、以及DC-BANK支撐時間試驗均取得良好的效果。電機改由DC-BANK系統蓄電池供電，電機轉速及變頻器輸出電壓無明顯變化，電機運轉正常。DC-BANK系統蓄電池持續供電15分鐘后，輔助電機的轉速正常，其變頻器輸出電壓無明顯變化。試驗證明在整個電壓系統全部故障時，DC-BANK系統仍然可以迅速切入為變頻器供電，并最少支撐15分鐘。

在經過近2年的實際運行中，杜絕了因“晃電”引起的燃機跳機故障，取得很好的效果，DC-BANK系統為燃機的安全平穩運行提供了良好的保障。

3 DC-BANK的優勢

1）DC-BANK系統與常規UPS系統比較。DC-BANK系統通過自身架構，只過一次AC/DC的轉換，向用電設備提供直流電源;并對蓄電池充電，其功率較小;在非正常狀況下時，提供直流電源給用電設備，自身故障不會影響用電設備正常運行;當電網出現“晃電”時，DC-BANK系統通過靜態切換開關進行切換，的響應時間一般<6ms。

常規UPS系統一般采用AC/DC、DC/AC兩次變換向用電設備提供不間斷交流電源。既要給蓄電池充電，又要向逆變器提供直流電源，其功率較大;用電設備的電源輸入都要通過UPS系統，其自身故障會影響用電設備正常運行;在供電系統出現“晃電”時，其切換為直流供電的響應時間一般>10ms。

2）DC-BANK系統與電容系統使用效果對比。DC-BANK系統在電網發生“晃電”時可以保證持續供電15min;連續“晃電”時，可以連續完成多次運行設備的用電支撐;其造價及后期維護費用較低。

電容系統在電網發生“晃電”時可以保證持續供電<10s;在電網發生連續“晃電”時，只能完成一次運行設備的用電支撐;造價及后期維護費用較高。

4 結束語

基于DC-BANK系統快速的切換能力，平穩的供電能力，它可以作為各項工業生產中主要設備的應急支撐電源。適用于連續性生產工藝裝置，當主電源出現波動時，為保動力設備繼續運行，使工藝生產過程可以進行緊急處理。這對于電力質量要求很高的場所，如各作業區集中控制室監控系統，油氣集輸站各種連續運行設備，化工廠連續生產裝置，通訊公司各通信站等，具有很高的推廣價值。

參考文獻

[1]李言.DC-BANK抗晃電技術在空分液氧泵改造中的應用[J].科技信息，2012（11）.

[2]林天柱，沙立民，高尚飛.DC-BANK抗晃電技術及問題研究[J].電氣應用，2011（19）.

作者簡介

劉波，工程師，2005年畢業于新疆大學電氣工程及其自動化專業，從事電站生產管理工作。endprint

摘 要 電網的“晃電”是因雷擊、短路或其他原因造成電網短時電壓波動或短時斷電的情況。當“晃電”發生時，燃機設備的保護動作促使燃機機組停機，影響到整個塔北油田電網的穩定運行。為防止這種情況的發生，通過增加一套備用電源系統（DC-BANK），使其在“晃電”發生時能迅速切入，代替原電源保證機組繼續正常運行。在電源電壓恢復平穩后，備用電源系統順利切出，恢復正常供電模式，躲過“晃電”的影響。

關鍵詞 晃電;電壓波動;DC-BANK

中圖分類號：TM761 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）22-0115-01

輪南燃機電站共有6臺燃氣輪機發電機組，是塔北電網的主力電源。燃氣輪機發電機組的潤滑油壓力由潤滑油泵提供，液壓動力由伺服油泵提供。燃機的滑油系統包括潤滑油泵、伺服油泵以及潤滑油冷卻風扇，它們都是由變頻器驅動的低壓電動機帶動。

由于供電線路長，塔北地區自然環境較為惡劣等原因，電網常常發生“晃電”現象（由于雷擊、短路或其他原因造成電網短時電壓波動或短時斷電的現象俗語稱“晃電”）。“晃電”現象發生時，導致電站的低壓母線電壓瞬時急劇下降，燃機輔助電機變頻器出現電壓保護使輸出降低而停運，造成燃機的輔助電機降速或停轉，待低壓母線電壓瞬時波動平穩后，燃機輔助電機變頻器繼續正常工作或保護停運，使燃機監測到機組潤滑油壓力、伺服油壓力、滑油溫度發生異常，當異常超出燃機保護定值時，燃機出現保護停機，這就造成塔北電網甩負荷事故的發生，嚴重影響油田的正常生產。

為了減少“晃電”對機組的影響，我們需要在電站低壓母線電壓下降到足以導致變頻器出力下降之前，有一備用電源系統迅速切入，代替原電源為變頻器供電，保證機組繼續正常運行。在電源電壓恢復平穩后，備用電源系統順利切出，變頻器恢復正常供電模式，躲過“晃電”的影響。在這一過程中必須保證變頻器輸出電壓保持不變，兩次切換過程對機組滑油系統的影響可以忽略不計。

1 DC-BANK解決方案

1）未實施改造前設備的運行方式。

設備正常運行時，由電站低壓電經變頻器驅動運行，電網的一切波動都會經變頻器影響設備的正常運轉。

2）設備加裝DC-BANK系統后的運行方式。

DC-BANK系統是由充電機、蓄電池、靜態切換開關、保護元件及PLC控制器組成。

當發生“晃電”時，電站低壓母線電壓下降時，變頻器直流母線電壓也隨之下降，當直流母線電壓降至低于DC-BANK蓄電池電壓時，將靜態開關觸發接通，DC-BANK提供直流電源到變頻器直流母線，經變頻器逆變后供給電機使用，從而保證在“晃電”過程中電機轉速不變。當供電系統發生更大故障，導致低壓母線電源完全中斷時，DC-BANK系統通過控制系統也會迅速觸發接通靜態開關SW，向變頻器直流母線送電，保證電機正常運行。當低壓母線電源恢復正常供電，電機在市電支撐下恢復正常工作，DC-BANK系統切出，蓄電池轉為自動維護狀態。在連續多次“晃電”的情況下，DC-BANK系統能完成多次保護。

2 試驗及實際運用效果

試驗分三個步驟，首先將進行主電源斷電試驗，其次進行主電源“晃動”試驗，最后將帶負載進行DC-BANK系統支撐時間試驗

試驗結果：斷開主斷路器、晃電試驗、以及DC-BANK支撐時間試驗均取得良好的效果。電機改由DC-BANK系統蓄電池供電，電機轉速及變頻器輸出電壓無明顯變化，電機運轉正常。DC-BANK系統蓄電池持續供電15分鐘后，輔助電機的轉速正常，其變頻器輸出電壓無明顯變化。試驗證明在整個電壓系統全部故障時，DC-BANK系統仍然可以迅速切入為變頻器供電，并最少支撐15分鐘。

在經過近2年的實際運行中，杜絕了因“晃電”引起的燃機跳機故障，取得很好的效果，DC-BANK系統為燃機的安全平穩運行提供了良好的保障。

3 DC-BANK的優勢

1）DC-BANK系統與常規UPS系統比較。DC-BANK系統通過自身架構，只過一次AC/DC的轉換，向用電設備提供直流電源;并對蓄電池充電，其功率較小;在非正常狀況下時，提供直流電源給用電設備，自身故障不會影響用電設備正常運行;當電網出現“晃電”時，DC-BANK系統通過靜態切換開關進行切換，的響應時間一般<6ms。

常規UPS系統一般采用AC/DC、DC/AC兩次變換向用電設備提供不間斷交流電源。既要給蓄電池充電，又要向逆變器提供直流電源，其功率較大;用電設備的電源輸入都要通過UPS系統，其自身故障會影響用電設備正常運行;在供電系統出現“晃電”時，其切換為直流供電的響應時間一般>10ms。

2）DC-BANK系統與電容系統使用效果對比。DC-BANK系統在電網發生“晃電”時可以保證持續供電15min;連續“晃電”時，可以連續完成多次運行設備的用電支撐;其造價及后期維護費用較低。

電容系統在電網發生“晃電”時可以保證持續供電<10s;在電網發生連續“晃電”時，只能完成一次運行設備的用電支撐;造價及后期維護費用較高。

4 結束語

基于DC-BANK系統快速的切換能力，平穩的供電能力，它可以作為各項工業生產中主要設備的應急支撐電源。適用于連續性生產工藝裝置，當主電源出現波動時，為保動力設備繼續運行，使工藝生產過程可以進行緊急處理。這對于電力質量要求很高的場所，如各作業區集中控制室監控系統，油氣集輸站各種連續運行設備，化工廠連續生產裝置，通訊公司各通信站等，具有很高的推廣價值。

參考文獻

[1]李言.DC-BANK抗晃電技術在空分液氧泵改造中的應用[J].科技信息，2012（11）.

[2]林天柱，沙立民，高尚飛.DC-BANK抗晃電技術及問題研究[J].電氣應用，2011（19）.

作者簡介

劉波，工程師，2005年畢業于新疆大學電氣工程及其自動化專業，從事電站生產管理工作。endprint