在夏季雷雨多發(fā)季節,電網(wǎng)會(huì )發(fā)生瞬時(shí)電壓跌落的現象,稱(chēng)為電網(wǎng)閃絡(luò ),在很短的時(shí)間內(0.5-1秒)電壓會(huì )產(chǎn)生很大的下降甚至完全斷電。在聚酯和長(cháng)絲生產(chǎn)線(xiàn)上大量使用的變頻器會(huì )由于電網(wǎng)閃絡(luò )而產(chǎn)生欠壓故障。由于聚酯和長(cháng)絲連續生產(chǎn)的特點(diǎn),熔體出料泵和紡絲增壓泵瞬時(shí)停車(chē)會(huì )造成紡絲生產(chǎn)線(xiàn)全線(xiàn)停車(chē)排廢,損失巨大。因此,需要有一種后備電源系統,能在電網(wǎng)電壓瞬時(shí)跌落的時(shí)間里(1秒左右),能夠提供變頻器短時(shí)工作的能量。
深圳京能紡系統集成有限公司的防閃絡(luò )后備電源系統,采用動(dòng)力鋰離子電池儲能的方式為變頻器提供瞬時(shí)直流供電,維持變頻器的運行。因為在聚酯和長(cháng)絲生產(chǎn)線(xiàn)中,控制系統使用的是UPS電源,因此這種電網(wǎng)閃絡(luò )對控制回路不會(huì )造成影響。
防閃絡(luò )后備電源系統由若干子系統組成,主要包括:動(dòng)力鋰電池組、DC/DC轉換器、電池管理系統、充放電器、PLC控制系統與直流分配系統等。系統原理圖如下圖所示。
其中,PLC控制系統是控制整個(gè)電源系統正常工作的核心,而PLC控制器又是控制系統的核心,能夠協(xié)調各個(gè)子系統間的互相配合運行。PLC控制器采用赫優(yōu)訊公司的netPLC模塊。PLC的功能是對電池的電量和充放電進(jìn)行管理,將電池的電量控制在50%左右,以延長(cháng)電池的使用壽命。PLC還管理著(zhù)直流掛網(wǎng)原件(接觸器)的動(dòng)作,檢測相應回路的變頻器的準備信號。netPLC基于赫優(yōu)訊netX技術(shù),是即插即用的集成現場(chǎng)總線(xiàn)通訊功能與邏輯控制功能的嵌入式模塊。用戶(hù)可以使用西門(mén)子公司STEP7編程工具編寫(xiě)自己的邏輯程序,也可以使用CoDeSys或MULTIPROG等IEC-61131標準的編程環(huán)境。模塊上的PROFIBUS-DP主站接口,能夠實(shí)現中小型PLC的性能來(lái)控制本地IO及分布式遠程IO。
另外,PLC模塊還需接收電池管理系統中每一節電池的電壓、溫度、內阻、充放電電流以及SOC(充電狀態(tài),也就是電量值),這樣可以直接定位到故障電池的地址,方便快速判斷故障位置及類(lèi)型,節省維護時(shí)間。專(zhuān)門(mén)定制的充電器(IGBT可逆式充放電裝置)回路可以精確度控制直流電壓和電流的大小,控制系統通過(guò)總線(xiàn)通訊方式可以設定電池組的充電電壓、電流等參數,實(shí)現電池的均充/浮充、恒流/恒壓等充電功能。將電池供電接入變頻器需要直流分配系統,控制系統檢測到變頻器得電后發(fā)送過(guò)來(lái)的“準備好”信號后,由PLC控制相應的輸出接觸器閉合。
系統中還配置有人機界面,采用觸摸屏形式,PLC將電池組的相關(guān)數據(電壓,溫度,SOC等)、充電放電的相關(guān)操作和指示,放電時(shí)間等事件記錄,以及故障信息等發(fā)送到觸摸屏上進(jìn)行顯示。
目前,京能紡公司的該套防閃絡(luò )后備電源系統,已經(jīng)在多個(gè)聚酯裝置的變頻系統工程上成功進(jìn)行了實(shí)施,成為了非常成熟的防閃絡(luò )解決方案。