可变频应急电源的应用-炼钢转炉氧枪事故提升电源
b) 电池串联只数计算
串联只数N取决于逆变器输入直流电压的最大和最小允许值。不间断电源在正常运行时，系统处于浮充电状态，电池只数应为:
N=Ue/6Uf(12V/单只电池)
式中:N为蓄电池组串联只数
Ue逆变器输入或变频器中间直流回路额定电压
Uf单体电池的浮充电电压
以12V/单只电池为例，单体电池的浮充电压Uf= 2.25V,单只电池的浮充电压Uf=13.5V。
西门子逆变器的输入电压为:
Ue=510～650V±10%, 即Ue(min)=510V﹡
650V和715V是逆变器能正常工作的电压上限和下限值，取平均值:Ue=(459V+715V)/2=587V。
则N=Ue/6Uf=587V/6×2.25V=43.48只。取N=42只。
浮充电时,电池组端电压Ud=42×2.25V×６=567V。电压在设备允许范围内。
图2 应急电源原理框图
3.3 应急电源的设备组成和原理框图
应急电源的原理框图见图2。应急电源的组成:
(1) 断路器:1QF:交流输入断路器;2QF:工频逆变器输入断路器;3QF:工频逆变器输出断路器;QS:可变频逆变器输入开关;
(2) 接触器:1KM:交流输入接触器;2KM、4KM:可变频逆变器输出接触器;3KM:变频器输出接触器(用户设备); 5KM:转炉抱闸电机输入接触器(用户设备);
(3) TR:隔离变压器;
(4) CM1、CM2:高频开关充电模块;
(5) DC1、DC2:免维护铅酸蓄电池组;
(6) 1NB:可变频逆变器;
(7) 2NB:工频逆变器;
(8) VF:变频器(用户设备)。
4 可变频应急电源的工作状态
4.1 交流电源正常时的运行
当交流电源正常供电时，充电模块对电池组进行浮充电，同时2NB逆变器由交流供电旁路输出(注:2NB输入电源以交流优先)，为控制电源供电;1NB逆变器处于热备待启动状态，电机由用户变频器供电，见图3。
图3 交流电源正常时的运行
4.2 交流电源断电时的运行
当交流电源断电时，1KM接触器断开，充电模块停止工作;2NB逆变器输入电源由交流切换到电池组供电，保证外部控制电源不间断;同时外部连锁系统停电启动信号(用户提供)启动1NB逆变器，输出接触器3KM断开，2KM接通，用户电机由1NB供电。此时1NB，2NB的运行是靠电池组放电来维持的，电池组对逆变器提供一个稳定的直流电压，因时不会因交流电源断电而影响负载工作，见图4。
4.3 交流电源恢复时的运行
在交流电源恢复正常时，应急电源可不需人工操作便可自动重新启动，充电模块开始对电池组补充充电，这时电源恢复到正常运行状态，等待下次使用。
图4 交流电源断电时的运行
5 结束语
可变频应急电源是专门用于电动机负载的输出电压和输出频率可变的交流不间断电源，和传统的UPS或工频应急电源相比，可以大大减少电源的设计容量，过载能力强、可靠性高。和传统的柴油发电机相比，启动时间快，无噪音、无污染，维护简单，可无人值守自动操作，可计算机监控。是一种值得推广的新型工业电源。
参考文献
[1] SIEMENS SIMOVERT MASTER DRIVES 逆变器(变频器)使用说明书 西门子.
[2] GFM阀控式密封铅酸蓄电池电力工程设计应用手册 2000年.
[3] 童林毅. 电力系统高频开关直流电源[J]. 供电与用电,1999,(3).
[4] 阀控式密封铅酸蓄电池资料汇编[M]. 北京:中国电力出版社,2001.
[5] 免维护变频型交流不停电电源 童林毅 张奇 张立阳(实用新型专利ZL99 215007.8).
[6] 在线式双机热备电力系统直流操作电源 童林毅 张奇 张立阳(实用新型专利ZL99 215006.X).
[7]童林毅. 可变频应急电源的开发及应用[J]. 变频器世界, 2003,(2).
