低電壓穿越裝置保證新型材料生產(chǎn)企業(yè)連續(xù)生產(chǎn)

1、項(xiàng)目需求
XX集團(tuán)是以聚酯新材料，民用絲、工業(yè)絲、聚酯薄膜、瓶片全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的龍頭企業(yè)，作為一家連續(xù)型生產(chǎn)企業(yè)，工藝連續(xù)性強(qiáng)、設(shè)備之間關(guān)聯(lián)度高，連續(xù)安全生產(chǎn)決定企業(yè)的關(guān)鍵效益，晃電現(xiàn)象正是破壞供電連續(xù)性和可靠性的“隱形殺手”，晃電發(fā)生時(shí)，伴隨電網(wǎng)電壓暫降，超過一定的暫降時(shí)間和暫降幅度會引起各類高低壓電動機(jī)、變頻器等設(shè)備報(bào)警或停機(jī)，耐受的暫降時(shí)間和暫降幅度需要結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況而判斷，參考的因素包括電壓暫降的數(shù)學(xué)模型、電網(wǎng)負(fù)載的運(yùn)行情況以及每次晃電的具體情況等。晃電造成的生產(chǎn)中斷不僅會使產(chǎn)能下降，還會影響產(chǎn)品品質(zhì)，造成高額的經(jīng)濟(jì)損失，影響企業(yè)效益，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)劤芍卮蟀踩a(chǎn)事故。
此次晃電治理主要針對生產(chǎn)工藝流程中的變頻設(shè)備，明細(xì)如下：

2、方案概述
變頻器正常工作流程為，將工頻380V交流電整流成520V左右直流電，再將穩(wěn)態(tài)直流電逆變成正、余弦波形的三相交流電供給電機(jī)負(fù)載，通過調(diào)節(jié)逆變環(huán)節(jié)前端的直流電壓等手段，達(dá)到變頻、調(diào)壓、調(diào)速的目的。
電網(wǎng)電壓波動時(shí)，直流母線電壓動態(tài)波動，變頻器的逆變及控制單元無法正常工作，出現(xiàn)報(bào)警停機(jī)，若能解決直流電壓波動則就能解決變頻器的低電壓穿越問題。
變頻器工作過程簡化為交—直—交模型，低電壓穿越保護(hù)裝置的工作原理就是，給變頻器的直流母線提供一套后備式的直流能量支撐。電網(wǎng)波動時(shí)，監(jiān)控單元檢測到直流環(huán)節(jié)電壓下降至低電壓預(yù)定閥值，執(zhí)行單元瞬間導(dǎo)通，儲能單元對變頻器直流母線提供穩(wěn)定直流電源，電網(wǎng)恢復(fù)正常或達(dá)到最大工作時(shí)間后，低電壓穿越系統(tǒng)退出工作。
針對100kW以內(nèi)的各個(gè)變頻器，可以通過1：1的方式也可以通過1：N的方式加裝MSpower-boost低電壓穿越系統(tǒng)，需要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況而定，變頻器與MSpower-boost系統(tǒng)并列運(yùn)行，系統(tǒng)配備斷路器、快熔等元件，具有過流、短路等保護(hù)功能。
整個(gè)系統(tǒng)由一面柜體組成，不同功率大小的變頻器配置的低電壓穿越系統(tǒng)尺寸不同，以50kW變頻器為例，低穿系統(tǒng)尺寸為：2260*800*600（h*d*w），柜內(nèi)含雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)、MSpower-boost系統(tǒng)以及后備直流系統(tǒng)一套。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙中，控制系統(tǒng)電源來自外部交流系統(tǒng)，如果現(xiàn)場有UPS供電，可以直接給低穿系統(tǒng)直接供電，否則需要提供一套穩(wěn)定的交流電源，比如后備直流屏或UPS，避免低電壓發(fā)生時(shí)控制系統(tǒng)回路失電導(dǎo)致系統(tǒng)停機(jī)。
MSpower-boost系統(tǒng)由系統(tǒng)主機(jī)、觸摸屏顯示單元、電壓暫降boost模塊、智能壓差隔離模塊、霍爾傳感器以及直流配電系統(tǒng)組成。
系統(tǒng)主機(jī)及觸摸顯示單元用來，顯示交流電源、直流輸出電流、運(yùn)行工況、歷史記錄、系統(tǒng)設(shè)置、故障信息、帶時(shí)標(biāo)的低電壓穿越信息以及成功穿越統(tǒng)計(jì)等，同時(shí)實(shí)現(xiàn)與業(yè)主MFT動作聯(lián)鎖以及整套系統(tǒng)的實(shí)時(shí)自檢。
電壓暫降boost模塊為系統(tǒng)的核心單元，由整流單元、boost升壓電路、隔離單元、電容組、電抗器等組成。將三相交流整流后經(jīng)過boost變換將直流輸出電壓維持在DC 490V±5%。當(dāng)電壓在±10%（整定值可調(diào)）以內(nèi)波動時(shí)，電壓暫降模塊不會對變頻器直流母線供電；當(dāng)三相交流跌落到90%（360V）（整定值可調(diào)）以下時(shí)，電壓暫降模塊自動瞬時(shí)輸出，保證直流母線恢復(fù)到正常運(yùn)行范圍。
智能壓差隔離模塊，穿越系統(tǒng)給變頻器直流母線的供電為冗余供電方式，多個(gè)boost模塊電源之間為防止電源間環(huán)流以及阻止負(fù)載反向電壓的沖擊，需要加裝智能壓差隔離模塊。
霍爾傳感器主要對輸出多路直流系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)視，對異?；芈愤M(jìn)行隔離保護(hù)，便于系統(tǒng)維護(hù)提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。
直流配電回路主要有品牌直流斷路器、快熔盒、直流接觸器、放電檢測等組成。每個(gè)直流配電回路對應(yīng)一臺變頻器，大容量MSpower-boost系統(tǒng)往往配置多個(gè)直流輸出回路。
MSpower-boost系統(tǒng)裝置直流輸出經(jīng)智能壓差隔離模塊和多級系統(tǒng)控制后于變頻器直流母線相連制，正常運(yùn)行時(shí)與變頻器完全隔離，不影響變頻器的正常運(yùn)行。
正常運(yùn)行或者電網(wǎng)電壓跌落不超過10%時(shí)，低電壓穿越系統(tǒng)處于熱備用狀態(tài)；
當(dāng)電壓跌落超過10%不超過80%時(shí)，低電壓穿越系統(tǒng)瞬時(shí)啟動工作，維持變頻器直流母線電壓在DC490V左右，保證變頻器正常運(yùn)行；
當(dāng)電網(wǎng)電壓恢復(fù)時(shí)（有壓定值），變頻器自動轉(zhuǎn)換由電網(wǎng)供電；
當(dāng)MFT動作時(shí)，低電壓穿越系統(tǒng)自動退出，進(jìn)入備用狀態(tài)。
緊急情況時(shí)按下柜門面板上的急停按鈕，低電壓穿越系統(tǒng)退出運(yùn)行。
低電壓穿越系統(tǒng)對接變頻器，變頻器之間沒有任何影響，也不會形成環(huán)流。

正常工作電壓時(shí)，變頻器通過內(nèi)部橋式整流的直流電源維持變頻器正常工作， BOOST 升壓電路處于待機(jī)狀態(tài)；當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生瞬時(shí)跌落并達(dá)到設(shè)定值時(shí)（默認(rèn)80%，可整定）， BOOST電路迅速投入運(yùn)行，輸出穩(wěn)定的直流電壓，支撐變頻器直流母線的電壓穩(wěn)定，從而維持變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。待電網(wǎng)電壓恢復(fù)之后（默認(rèn)90%，可整定），BOOST升壓電路自動退出，變頻器繼續(xù)內(nèi)部整流供電工作。 選配部分為儲能單元，保證變頻器在供電中斷時(shí)，仍能短時(shí)間正常工作。
本低電壓穿越裝置為旁路運(yùn)行方式，原變頻器交流供電線路不做調(diào)整，也不需對變頻器進(jìn)行新的設(shè)置，只需要就地安裝在原變頻控制柜旁即可，若原控制柜無穩(wěn)定的直流或者不間斷電源，則系統(tǒng)電壓跌落時(shí)原控制保持回路會跳開，項(xiàng)目改造時(shí)需要加裝不間斷電源用于原控制回路保持。

審核編輯 黃宇