EPS工程应用设计一

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图+
带电子镇流器的荧光灯接线原理示意图
由于 "#$ 都是采用蓄电池作为蓄能元件 $ 都必 须采用直流电作为中介$ 因此直接输出直流电压 的 "#$$ 显然可简化系统结构 $ 降低造价 $ 而且因 为没有了逆变损耗$ 还提高了效率& 此外$ 它的 过载能力也比逆变器的大得多$ 逆变器的抗冲击 能力一般为 %")$ 而蓄电池可高达+"&&
图! 多逆变混配型 "#$ 主电路示例
"#$ 工程应用设计 !一 " ! 古月 "
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建筑电气
பைடு நூலகம்!""# 年第 # 期
求 # 还需要为此增大 !"# 容量才能正常供电时 # 就 应该认为它是本 系统中的 $大功率% 电动 机了# 应如图 $ 示例 # 考虑在直流母线上单独为它设置一 台逆变器& 由于它使用了专用的逆变器# 可方便 地实现变频启动# 消除启动冲击# 故可有效地减 小 !"# 整机 的 额 定 容 量 # 又 可 省 去 为 该 电 动 机 ! 机 组 "另配独立的启动控制设备 # 经济效果十分显著 # 具有较高的应用价值& 当然采用这种结构的单机 功率也不宜太大 # 再大就应考虑专用型!"# 了 & 但这种在直流母线上并接的专用逆变器数量 最多不宜超过 % 台 # 且以在同一台标准尺寸的主机 柜体内布置得开为限& 另外# 由于这种由专用逆 变器供电的电动机不能由市网旁路供电# 故通常 只用于向平时不使用或很少使用的消防应急设备 供电’ 对于在正常情况下用于室内排风换气# 长 期连续运行# 发生火灾事故时升速为强力排烟用 的双速排风机之类的设备来说# 就不如采用常规 的 !"## 配用降压启动方案更为经济 &
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常规配电型 ! 示例见图 3"# 当 所供的应 急 用
电负荷均为单相设备 ! 如应急照明灯 ) 消防报警设 备等 "$ 且总安装功率不大 !3456 以下 " 时 $ 宜采用
!"# 的性能特点 $ 合理选择 !"# 容量和配套 元器件 !" !937"
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供电与配电
单相输入单相输出的 "#$ 结构 # 若总安装功率大于 再逆变成高频交流电去点燃荧光灯管的工作原理 ! 如图 + 所示 "& 显然其中的半导体全波整流环节对 于交直流输入都是等效的 $ 交流输入时 $ 输出直流 纹波电压 $ 经滤波后向高频振荡器供应直流电源 # 直流输入时 $ 经两个正向整流管 ! 相当于串接两个 压降很小的结电阻 " 直接向高频振荡器提供直流电 源 & 因此 $ 这种荧光灯同样是可以交直流两用的 &
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!"# 工程应用设计 ! 一 " ! 古月 "
%&’( 时 $ 则宜采用三相输入单相输出的 "#$ 结构 #
当应急负荷中既有单相负荷 $ 又有三相负荷 ! 如通 风电动机 % 水泵电动机 " 时 $ 应选用三相输入 % 三 相输出的 "#$结构 & 任何一套 "#$ 装置 $ 不论其容量大小 $ 蓄电池 柜台数多少$ 采用何种主电路结构$ 从功能构件 来看 $ 都是 由输入开关 % "#$ 本 体 ! 包 括 整 流 充 电 器 % 蓄 电 池 % 逆 变 器 等 蓄 能 ! 变 换 组 件 "$ 切 换 开 关和输出配电开关等部件组成$ 也就是说$ 每一 套 "#$ 装置均包含了一组完善的蓄能电源和配电保 护设施 $ 这充分体现了作为应急电源 "#$ 的主要特 点就是配置灵活 $ 使用方便 & 当应急负荷全部为单相时$ 通常应采用单相 输入单相输出结构$ 以简化系统$ 降低造价# 但 当负荷总量较大 $ 超过 %&’( 时 $ 采用单 相输入对 系统的三相平衡影响较严重$ 可采用三相输入$ 单相输出的结构$ 但要注意$ 此时单相逆变器的 输 出 ! 切换 " 开关 也 应 和 旁 路 ! 切 换 " 开 关 一 样 采 用 三相四极开关& 当应急负荷中含有三相负荷时$ 则应采用三相输入 $ 三相输出的标准结构 &
图) 直流应急型 "#$ 主电路示例
’ 交直流电源通用的用电设备 ( 主要有白炽灯 ! 也包括卤钨灯 " 和配用电子镇流器的荧光灯 & 白 炽灯是靠电流加热灯丝至白炽状态而辐射发光的 $ 不论外加电源是交流还是直流 $ 只要外电压相等 $ 其加热作用是等效的 $ 因此对于按 ’ 交 ) 直 ) 交 ( 变换的应急电源 "#$ 来说 $ 最后的将直流电逆变为 工 频 交 流 电 的 环 节 $ 就 成 多 余 的 了 & 上 世 纪 *& 年 代以来$ 配用电子镇流器的荧光灯得到了迅速普 及 $ 由于它是采用将交流电先直接整流成直流电 $
工程应用设计!一"
" 古" 月" !3444778 !"# !!$%&’%()* "+,%& #-../* 应 急 电 源 装 置 的
简称 " 是 0"# 的派生产品 # 它与0"# 的主要差异是后 备 式运行方 式 # 0"# 通常按在 线式工作方 式运行 $ 长 年 累 月 它 都 是 按 %整 流!蓄 电!逆 变 & 的 能 量 传输方式进行着电能的转换和馈送$ 也就是说$ 由 0"# 供 电 的 负 荷 是 不 与 市 电 电 网 系 统 直 接 联 通 的$ 中间永远隔着双重的变换器件$ 从而确保在 外电源失电时不中断供电$ 市网正常供电时还能 阻断由系统引入的干扰$ 向负荷提供高度净化的 电源 ’ !"# 则采用后备式运行方式 $ 平时由市电电 网向负荷直接供电 $ 只有当市电故障停电时 $ 才通 过切换 $ 由它的储能变换部件向负荷继续供电 # 近年来$ 随着电子技术应用水平的进步$ 以 电力电子器件和微电子器件为核心的 !"#$ 在环境 适应性等多方面都有了较大的提高$ 已能适应在 普通的室内环境中也能可靠运行$ 而且单位容量 价格指标也已步入了普通工程设计所能接受的水 平 $ 所以近年来在设计中使用得日益广泛 # 然而 $ 在工程设计中如何恰当地应用 !"# $ 充分发挥它的 作用$ 尚未为一些设计人员普遍了解# 它最适宜 在什么场合下使用( 如何用法才能充分发挥它的 特长和优势( 如何合理选型( 如何确定其额定容 量 ( 如 何 进 行 系 统 配 置 ) 优 化 系 统 结 构 ( ** 这 些都是工程设计中必须面对和精心处理的问题 # 在 工 程 设 计 中 采 用 !"# 要 解 决 好 三 个 主 要 问 题 + 一是合理构建 !"# 的主电路结构 $ 力求简化配 置$ 减小容量$ 提高应急效率’ 二是准确估算所 供用电设备的计算负荷值和启动冲击强度$ 结合
逆变控制柜 & 总之 # 从优化系统设计的目标出发 # 不要一见大功率应急电动机就就地配置一台专用
!"## 更不要不经计算比较 # 不考虑减小启动冲击 的措施 # 就轻易地采用专用 !"# 配直接启动的标准
控制柜 & 必需在全面分析了解具体情况的前提下 # 比较分析多种可行的减小冲击的措施和主接线方 案 # 择优选用 &
图’
变频监控型专用 !"# 主电路示例
源供过来 # 系统中的数据早已丢失殆尽 & 将切换开 关组中的 !"# 输出开关 !."/"改用如图中所示的无接 点开关时 # 即可满足此类设备的要求 & 图 ( 中 ( 母线 0& 上带的是无快速切换要求的 负 荷 # 0/ 上 带 的 则 是 要 求 快 速 切 换 的 负 荷 # .&)
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直流应急型 ! 示例见图 )"& 当 应急用电负 荷
全部为交直流电源通用的用电设备时$ 宜采用直 流应急输出的主电路结构 &
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多逆变混配 型 ! 示例见图 !"& 当应急用 电 负
荷中$ 包含有大功率电动机负荷时$ 可在同一套
"#$ 中 $ 为该电动机单独配置具有变频启动功能的
专用逆变器 & 如何界定某电动机是否为 ’ 大功率 (* 多大功 率才需要设专用逆变器 * 这是相对于该 "#$ 装置中 的总负荷功率而言的 $ 通常以 ’%,+( 原则为界线 & 当应急负荷中单台电动机的启动电流大于总计算 电流的 % ! + 时 $ 可先考虑采取适当的降压措施 $ 当 采取了降压 启动措施 后 $ 仍不能满 足 ’ %,+( 的要
!"# ! 应 急 电 源 装 置 " " 整 流 器
蓄能# 变换 组件 双电源 切
蓄电池
双电源跨越切换
的参数 ’ 三是合理构建以 !"# 为核心的应急配电系 统 $ 确保系统运行可靠 $ 安全高效 #
! "#$主电路结构的选择
严 格 意 义 上 的 % !"#&$ 系 专 指 提 供 应 急 电 源 的蓄能1变换 组件!目前我 国 生 产 和 使 用 的 均 为 % 整 流 ! 蓄 电 ! 逆 变 & 程 式 的 串 联 式 结 构 "$ 但 在 实际应用中$ 总是将它与相关的开关器件按不同 的功能要求进行适当组合$ 以适应不同的用途# 与此相应$ 制造商提供的也都是能满足工程设计 要求的具有完整主电路结构的 !"# 装置 $ 而不是一 具裸的 !"# 蓄能 组件 # 这正是 采用 !"# 电源时 需要 认真对待的一个主要问题$ 工程设计人员必须根 据供配电系统的总体配置需求$ 合理选配主电路 结构类型$ 以达到简化系统$ 提高安全可靠性$ 和降低造价的目的 # 常用 !"# 装置的主电路结构有以下六种类型 #