应急电源的工作原理范例6篇

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应急电源的工作原理

应急电源的工作原理范文1

[关键词]点火装置,问题,工作原理,应用

中图分类号:TK227.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)06-0135-01

1、点火装置的发展

在上个世纪七十年代,半导体三极管、可控硅之类的电子技术在我国蓬勃发展。但电感式点火装置在实际产品上的应用,进展的却十分艰难。当时许多传统观念还很顽固,正规的点火装置产品到八十年代才开始普及,这时这项技术已比海外落后许多年。此举是电子技术在点火装置上的首次比较长久的发展,虽然此举也还未脱离传统的技术,但以其性能效果,可以说是历史上的首次重大革命。还未等与点火装置有关的行业与使用者接受,相关技术人员就发现达林顿三级管放大电流还有很大的发展潜力,完全可以取消半导体三极管、可控硅之类的精度不高的的电子技术,克服现有技术的不足。但达林顿三极管各项特征都要相当的稳定,且成本较高,市场价是普通功率三极管的3-4倍。因此,我们此次靠这种新型电感式点火装置来进入一个点火装置的全新时代。

2、点火装置运行时存在的问题

在现代,小型的汽油机、割草机、油锯、鼓风机等小型的汽油机用点火装置,电感点火装置(T.C.I)一般采用一只达林顿三极管放大电流,对三极管自身特性如:功率、放大倍数、电流等特性要求很高。所以在工作条件要求及高的环境下三极管各项特性都要相当的稳定,否则容易损坏,导致产品失效,而且达林顿三极管成本较高,市场价是普通功率三极管的3-4倍。

3、 电感式点火装置的工作原理

当发动机转动时,初级线圈切割磁力线,并产生脉冲电动势。通过一点公共端,另一点产生正脉冲时,经过两个外电阻与线圈形成回路,释放正脉冲电动势,三极管均反向不工作处于截止状态。当另一点产生负脉冲时,脉冲上升沿到来时的公共端与另一点相比公共端是高电位,公共端经内电阻给第三三级管提供结偏置电压,经另一个内电阻给第三三极管提供二结偏置电压,使第三三极管首先导通。公共端同时也经外电阻和二极管给第二三极管提供偏置电压,但因为有一个二级管形成压降所以第二三极管不会先导通,也可调整两个外电阻和一个内电阻的匹配来使第三三极管导通。第三三极管导通后第四三级管电压下降,第四三极管导通后第五三极管电压上升,使第五三极管导通,由三、四、五三个三极管组成多级放大电路。第五三极管导通后使第一三极管电压上升,给第一三极管提供偏置电压,公共端的一个外电阻给第一三极管提供结电压使第一三极管导通,经过电容后形成回路,同时对电容进行充电。第一三极管导通后电压下降,第二三极管结偏置电压下降并保持截止状态。所有三极管都维持上述的工作状态,此时另一点脉冲不断上升,对电容不断充电,当另一点脉冲接近峰值时三个三极管组成多级放大电流已基本达到最高,电容维持充电使第一三极管的二个结电压压差低于第一三极管导通条件时第一三极管截止。第一三极管截止后电压上升,经过二极管向第二三极管提供偏置电压第二三极管导通,第二三极管导通后电压下降,第三三极管电压下降使第三三极管截止,第三三极管截止后电压上升,第四三极管偏置电压上升使第四三极管截止,第四三极管截止后第四三极管电压下降,第五三极管结电压下降使第五三极管截止。此时电流放大的三个三极管瞬间同时截止,使初级线圈上大电流产生突变,初级与次级线圈互感后在次级产生续流高压输出。此时脉冲下降沿来,因脉冲电压持续下降,电容上的电压由经第一三极管反向漏点使外电阻形成回路,对电容进行放电,第一三极管的二个结反向使第一三极管维持截止状态。待下一个脉冲到来时,再重复上述工作循环,产生一次高压输出。(如图1所示,T1-点火装置,L1-初级线圈,A-公共端,D1-二级管,C1-电容,R1、R2-外电阻,R3、R4、R5-内电阻,Q1-第一三极管,Q2-第二三极管,Q3-第三三极管,Q4-第四三极管,Q5-第五三极管)

4、 电感式点火装置的应用

4.1 对于三极管各项特征都要相当稳定所采取的措施

要想电感式点火装置在点火装置这一领域里有更好的发展,这就需要从功率、放大倍数、电流等方面去考虑,现有的电感点火装置(T.C.I)一般采用一只达林顿三极管放大电流,而三极管自身特性要求很高。所以在工作条件要求极高的环境下三极管各项特性都要相当的稳定。但在当今这个社会,要让功率、放大倍数、电流的实际应用都要相当稳定还存在一定的局限性,因此电感式点火装置的发展具有一定的潜力。我们就要通过掌握三极管的三大自身特性在机器运行过程中都保持相当的稳定,而这种保持稳定的方法在当下是不可能在使用时两者兼顾。如果一味的追求这种精准,那在机器运作过程中就容易因小失大,最后导致事故的发生。为了改变这种境地,拓宽点火装置的发展前景,我们对电感式点火装置必须重新认识,使电感式点火装置更好的跟上时代的步伐。通过使用这种电感式点火装置,引入多级放大电路作为驱动电路,此电路使用普通功率三极管就能达到达林顿管的效果。在工作条件要求极高的环境下其三极管各项特性都相当稳定,这种情况得到了根本的解决。

4.2 对点火装置达林顿三级管成本较高所采取的措施

达林顿三极管有三大特性:功率、放大倍数、电流,且此种三极管能承受的各项特性都要相当稳定,所以对三极管的要求相对而言就高,自然对达林顿三极管的制作就有更高的要求。由此可以看出,达林顿三极管的制作成本就高。相比普通功率三极管的市场价,此种达林顿三极管比市场价要高出其3-4倍。因此,为了机器在运行过程中不容易损坏,从而导致产品失效,我们通过以前失败的经验教训,研究设计了此种电感式点火装置,该装置引入多级放大电路作为驱动电路,引入多级放大电路,比传统单极放大电路运行更稳定,此电路使用普通功率三极管就能达到达林顿管的效果,无需使用达林顿三极管,从而降低了制造成本,更好的解决了点火装置达林顿三极管成本高的问题。

5、 结语

在我国,点火装置已被广泛应用于电力行业,电感式点火装置也得到了极大的发展。其实只要我们充分了解点火装置三极管结构与工作原理,总结以前存在的不足,并不一定使用贵的原材料产品性能的发挥就淋漓尽致,从其它方面入手,另辟蹊径,反而会有更好的收获。这种电感式点火装置为点火装置这一行业带来了曙光,不仅三极管各项特征都相当稳定,不易损坏、失效,而且大大降低了生产成本。

参考文献

应急电源的工作原理范文2

【关键字】经济发展;家用电器;漏电断路器;工作原理

根据相关的专业研究表明,当交流电为50HZ、电流在30mA以下时,人们在这种情况下的触电可以维持几分钟的时间。这一依据就为设计选用漏电保护装置提供了必要的科学支持,界定了人体所能承受的安全电流指标。所以,将漏电断路器设置在潮湿地方的电器、移动电器所在的电源支路上,可以间接有效地防止用电人员发生触电危险。并且,国家也出台了相关规定,《住宅设计规范》中指出“除了空调电源插座以外的其他电源插座,都必须设置漏电保护装置。”可见国家对于用电安全是十分重视的。

1.家用漏电断路器的工作原理

现在在住宅电器线路中已经逐渐多地开始使用漏电保护装置,而所使用的漏电保护开关的型号各种各样,不过它们的工作原理大致是相通的[1]。下面就以某公司型号为DZ47LE的漏电断路器为代表,对其工作原理作出分析(见下图1)

从上图可以看到,这款漏电断路器是由漏电控制器以及DZ47高分断小型断路器结合而成[2]。TA是剩余电流互感器,它的环状铁心是由非晶态合金或者高导磁率的坡莫合金制作而成,在它上面的是二次线圈。QF为装置的开关,电源相线在开关闭合后与零线自TA(剩余电流互感器)中穿过,这样就形成了一次线圈。TA是整个漏电控制器的检测部分,主要功能是用来反映漏电电流信号的。图中VT指代的是单向晶闸管,它和整流桥共同形成了控制器的比较控制部分。L指代的是电感线圈,它是装置的执行元件。Rv是压敏电阻。电阻R1与按钮SB共同构成断路器的试验装置。

一般情况下,当漏电断路器所控制的电路中没有产生故障或者发生人员触电时,零线与TA中相线的电流量之和为零,TA的二次线圈中没有输出感应电势,装置中的执行元件和比较控制部分都不在工作状态。而如果当控制电路中产生漏电故障或者发生人员触电情况的时候,相线对地出现漏电的电流,从而使得TA中的零线和相线中的电流多少不一致,所以在TA中会产生一定大小的磁通,并且在二次线圈中会输出感应电势,这一感应电势会施加在VT(单向晶闸管)的控制级上,如果感应电势的数值比VT控制级的触发电压更大时,VT会导通,那么直流电流就会从电感线圈L中经过,电流产生的磁通会吸引衔铁,从而触动了脱扣装置,开关QF会断开,那么负载侧线路就没有电流通过,实现断电的效果,这样就达到了保护电路的作用。

2.家用电器中使用漏电断路器的技术问题

2.1安装问题

如何对漏电断电器进行合理的安装,需要结合周围的环境条件,其防护类型也应该与环境条件相适应[4]。要按照生产说明书的要求来对装置进行安装,具体操作时需要注意下面几个方面的问题:

1)不可将漏电断电器安装在粉尘很多或者湿气很重的地方,此外,有过多阳光照射或者振动强烈的地方也不适合安装这种装置。如果一定要在条件特殊的地方安装漏电断电器,就必须要采取适当的防潮、防腐或者防热等措施。

2)核对漏电断路器的相关数据是否符合使用标准,然后进行反复操作,检测其是否可以有效工作,有无故障产生。

2.2连接问题

在对漏电断路器进行连接时必须保证其接线正确,如果出现连接错误就有可能发生装置工作失常的情况,继而影响其发挥自己该有的针对电路的防护功能。

1)在开始对装置进行接线工作时,要首先分清楚零线、相线以及其输出端口和输入端口,防止出现接线错误。

2)在保护接零线路中,要注意把工作零线分隔开,保护零线不能经过漏电断路器,而工作零线是一定要经过的。

3)要注意保持漏电断路器负载侧的线路处于独立状态,也就是说,负载侧的线路不应该和接地装置连接在一起,也不可以与保护零线连接在一起,同样不可以与其他的电器回路连接在一起。

2.3试验问题

在安装好漏电断路器后,要对其进行功能测试。首先,对其进行带负荷开关三次,千万不要出现错误操作;然后,再使用试验按钮对装置测试三次,看装置是否可以正常动作,也就是是否能负载断电和自动跳闸。按下试验按钮(图中SB)时,持续时间不可以过长,防止漏电断路器的线圈被烧坏[5];最后,将试验电阻连接地线进行一次试验,观测其是否可以正常运作,也就看它是否能自动切断负载端的电源。试验方法如下:拿来一个7kΩ(200V/30mA=7.3kΩ)的试验电阻,将其一端与漏电断路器的相线出线端连接起来,另外一端与接地装置相连,完成连接动作以后,装置应该会马上出现动作反应。值得注意的是,千万不要将相线与接地装置产生直接的连接。

2.4维护问题

在日常使用过程中,要保证漏电断路器的外壳部分和连接端口的完好与干净。接口处应该十分稳固,端子不能出现变色的情况。还要保证装置的操作手柄灵活可靠。每隔30天都要对试验按钮进行一次测试,观察其操作性能是否正常,有无出现故障,此外,装置所保护的线路中的绝缘值不可以小于0.5MΩ。需要特别注意的是,在对线路的绝缘值进行检测时,要注意将线路从装置的负荷侧脱离开来,避免兆欧表的高电压加在装置上。

结束语

综上所述,随着经济的发展和科技的进步,人们的生活水平不断提高,人们对于生活质量的要求也随之提高。而家用电器在普通家庭里得到越来越广泛地使用,其用电安全问题得到广泛关注,而漏电断路器的出现使人们在用电安全方面得到了很大程度的保障,但人们在日常生活中使用这项装置的时候需要注意的事项有很多,比如对装置的测试问题、维修问题还有连接问题、安装问题等等,都需要特别注意。人们在用电过程中也要不断积累关于用电安全方面的知识,这样,当出现紧急情况时,可以凭着专业知识及时解决故障,但必要时还是要求助相关专业人士。

参考文献:

[1]涂国群.浅析家用漏电断路器的工作原理及应用[J].电气应用,2005,02(12):24-25.

[2]付文.漏电保护器专用芯片的设计与标准研究[J].浙江大学,2008,12(02):123.

应急电源的工作原理范文3

关键词:EPS应急电源;工作原理;特点;前景

中图分类号:TP303+.3

文献标识码:A

文章编号:1672-3198(2009)13-0301-01

1 EPS应急电源工作原理

在网电正常时,应急电源向负载转送网电,同时进行蓄电池充电管理,逆变单元不工作;接到消防信号,将网电或应急电(网电故障时)强制送至负荷末端;网电发生故障时,自动转为应急供电。网电恢复或消防信号解除,应急电源恢复网电工作状态。

EPS应急电源主要采用SPWM(交流脉宽调制)技术,系统主要包括整流充电器、蓄电池组、逆变器、互投装置等部分,其中逆变器是核心。整流器的作用是将交流电变成直流电,实现对蓄电池及向逆变器模块供电;逆变器的作用则是将直流电变换成交流电,供给负载设备稳定持续的电力;互投装置保证负载在市电及逆变器输出间的顺利切换;系统控制器对整个系统进行实时监控,可以发出告警信号,同时可通过串行口与计算机或Modem连接,实现对供电系统的微机监控和远程监控。

一般由电网供电转为EPS应急电源供电及由EPS电源转为电网供电的切换时间不大于0.1秒-0.2秒。在电网供电正常时,EPS应急电源处于充电饱和状态(进人浮充电状态),耗电小于标称容量的0.1%。

2 EPS应急电源的分类

(1)按照输出方式划分可分为:直流输出型、交直流混合输出型和交流输出型。

(2)按照运行方式划分可分为:冷后备式、热后备式、在线式。

(3)按照负载特性划分可分为:应急照明电源和(消防)设备应急电源。

3 EPS应急电源的特点

EPS消防应急电源,具有一定的先进性和实用性,它可以实现微机监控和处理,对消防应急照明、卷帘门、消防电梯、水泵、排烟风机等消防设施实现自动控制。此类产品多为高层建筑、机场、电信网络机房、医院、重要场馆等工程采用。具有以下特点:

(1)电网有电时处于静态,无噪音,小于60dB,不需排烟、防震处理。

(2)自动切换,可实现无人值守。电网与EPS电源相互切换时间为0.1s-0.25s。

(3)带载能力强,EPS适合电感性、电容性及综合性负载的设备,如消防电梯、水泵、风机、应急照明等。

(4)使用可靠,在重要场合可以采用双机热备方式,确保事故和火灾情况下供电可靠,主机寿命可达20a以上,电池5a-10a以上。

(5)适应恶劣环境,可放置于地下室或配电室,可以紧应急负载使用场所就地设置,减少供电线路。

(6)对于某些功率较大的用电设施,如:消防水泵、风机,EPS可直接与电机相联变频启动后,再进入正常运行状态。

(7)应急备用时间,标准型为60min(有延时接口)。

4 EPS应急电源与同类产品的比较

4.1 EPS供电方案与自带蓄电池灯具方案比较

由于自带蓄电池灯具非常分散,一般公共建筑物内少则几百个点,多的可达几千个点,而众多的自带蓄电池灯具又不允许同时进行充放电维护,必须逐个进行维护(同时维护可能造成应急照明系统瘫痪)。灯具厂家要求的每个月需要进行充放电维护,以每盏灯具维护用时3小时-6小时计算,在现实中几乎无法实现。即使实现也耗费了大量的人力财力。这就成为EPS与自带蓄电池灯具比较的最大优势。正因为具备以上诸多优势,短短几年时间里,EPS在应急照明领域已占据很大市场份额。

4.2 EPS应急电源与UPS电源的区别及比较

UPS为不间断电源(Uninterruptible Power System)的英文缩写,其注重的是供电参数中的“不间断”。实现方式为整流一逆变在线运行,蓄电池与逆变器直流母线无断点,从而保证了输出电源的连续性。其工作原理为当网电正常时,将网电整流为直流,为逆变器供电,逆变器在线长期运行为负载提供电源,当网电故障时,虽然网电整流的直流电源消失,但蓄电池仍然继续为逆变器供电。在UPS的工作过程中,在线运行是实现不间断供电的方式,也是产生问题的原由。目前整流环节、逆变环节的损耗一般10%-15%,而UPS在线运行,这部分损耗以热量的形式散发出去。而EPS为后备运行或热后备运行,电池满电状态几乎没有损耗。而工作原理、应用场合的区别表明UPS无法替换EPS,尤其不能替换应用于消防照明、动力领域(UPS在线运行本身就是火灾事故隐患)。

综上所述,EPS与UPS在经典理论领域有一定联系,但要解决的问题不同,实现方式不同,不存在技术先进性的差异,更不存在谁先进谁落后的问题。二者如同可以相切,却不可能同心的两个圆。大多数情况,二者不具备相互替换性。

4.3 EPS供电方案与发电机组供电方案比较

随着对EPS的深入使用,动力型应急电源将会具有很大的市场潜力。终端型动力专用应急电源控制柜目前获得了国家专利,该专利将应急供电、动力设备启动、动力设备控制有机结合,在不增加EPS部件的情况下,解决了有限电源无法启动动力设备的难题,实现了EPS接电动机类负载1:1容量启动。这一技术的广泛应用,使得节能、环保这一世界性主题在动力设备应急供电领域得到了长足发展。

5 EPS应急电源的应用领域

(1)EPS应急电源系统一般的备用供电时间为30min-120min(增加供电时间须增加蓄电池容量,同时也增加体积、增加造价),因此,应强调EPS是一种应急电源产品,不是长时间性质的备用电源,它只用于当正常电源故障时,维持重要负载的供电可靠性,保证重要负荷在一段时间内或规定时间范围内供电的连续性。所以,对正常电源供电可靠性较差的场所,EPS应急电源不能用作常用设备的备用电源。而应选用柴油发电机组或UPS作为备用电源。由此可见,EPS最适合用于消防用电设备的备用电源。

(2)允许中断供电时间为毫秒级的设备如计算机、程控交换机、数据处理系统、精密电子仪器等不可选用EPS作为备用电源,而应选用UPS电源。

(3)当一级负荷容量不大仅为照明或电话站负荷,又难于从电力系统或临近单位取得第二低压电源,且要求连续供电时间低于时,可设EPS作为应急备用电源。

(4)一级负荷中的特别重要负荷允许中断时间大于0.2S时,可设EPS作为应急电源。

(5)分散的小容量一、二级消防负荷,如消防水泵、防排烟风机、应急照明等,可采用一路市电加EPS或采用一路电源与设备自带的蓄(干)电池(组)在设备处自动切换。

(6)由于EPS无排气、排烟、无噪音、无振动、对环境无污染,所以对于有环保要求而不宜选用柴油发电机组的场所。可选用EPS应急电源。

(7)对于改造工程,柴油发电机组无法设置的场所,可选用EPS应急电源。

应急电源的工作原理范文4

关键词 应急电源 钢铁企业 供电系统

一、前言

无数事实实践告诉我们,一旦钢铁企业的供电电源发生供电中断的事故,其造成的经济损失是巨大的。很多研究致力于减低供电中断发生的几率。供电故障的发生具有以下特点:客观性,不以人的意识为转移;偶然性,供电中断的时间没有什么规律可言;突发性强。由于以上因素的存在,即使拥有最严格的供电部门管理制度,掌握最先进的电网设施技术,钢铁企业还是会不可避免的出现断电。因此,设置完备的应急电源是十分必要的。应急电源可以在突发事故后,迅速为生产设备提供电能,降低由于供电中断造成的损失。

二、钢铁企业常用的应急电源简介

(一)柴油发电机

柴油发电机,独立的发电设备。实际生产中,机组大多时间处于备用状态,不被使用。但该机器效率差,经济性低,维护方式繁琐,主要表现在以下几点:首先,冬季需要采取防冻措施,夏季需要采取防晒措施;其次,每使用200~300h或者每隔30天均要做定期维护;第三,平时保养多以试机为主,检修、维修不完善。故其随着科学的发展,新的应急电源的产生逐渐退出了钢铁企业生产的舞台。

(二)UPS不间断电源

UPS在本质上是集数字和模拟电路,自动控制逆变器与免维护贮能装置于一体的电力电子设备。UPS不间断电源具有在供电中断是提供持续一定时间电能给荷载设备,与此同时,UPS有可能在电网断电后无法提供供电的缺点,这是因为UPS的蓄电池并没有设置专人维护,若蓄电池耗电干净而没有及时更换,UPS不间断电源就无法发挥它的功能。

(三)EPS

应急电源(EPS),是一款在UPS的基础上发展起来的新技术在紧急情况可作为重要负荷的第二或第三电源供给。它与UPS相比具有储能更,占地小的优点,因此EPS的应用更广泛。

三、应急电源的构造及工作原理

根据不同的电网状况,三相应急电源有两种不同的工作模式。在电路正常工作条件下,电网经由静态开关旁路直接供电给工厂,另一路通过充电电路使得蓄电池充电;在电路出现异常时,自动转换开关将自动切断负载与电网的连接,同时蓄电池发出的直流电压通过DC升压电路升压,再由PWM逆变器将直流电压转化成交流电压,为工厂提供稳定的三相交流电,保证生产持续进行。

(一)自动转换开关切换原理

自动转换静态开关的是用于切换主、备用电源,保持电路持续供电的工具。

随着科技的进步,通过计算机监控设备对主用电源状态量进行数据采集和分析并准确判断出主用电源的状况,为开关的自动切换提供了有利的物质条件。自动转换静态开关的出现避免了由于人工的主观因素造成的错误的判断而造成器件损坏或事故发生。

当电网中电压幅值变化量超过4-10%的额定电压时,计算机将认为主电源出现故障并在同时发憷控制指令,使设备完成低压电子断路器动作,跳开市电电源开关,合上备用电源开关的工作。

(二)DC升压电路

由于有蓄电池输出的电流为直流且电压较低,不能被直接利用,因此需要进行DC—DC升压变换。

由电感L,IGBT T8,持续二极管D组成的Boost升压电路。其工作原理如下:当T8导通时,蓄电池放电电压加到储能电感的两端,二极管D,处于反偏截止状态,电流通过储能电感将电能转换成磁能存在储能电感中;当T8截止时,储能电感两端的电压极性颠倒,二极管变为正偏,为储能电感和蓄电池串联放电提供通路,电流流经二极管至负载和滤波电容C。这样储能电感L和电池就一起向负载和滤波电容C提供能量,实现电压升高到可以用于生产的数值。

四、应急电源在钢铁企业应用中的注意事项

应急电源在企业应用中难免因为自己问题产生无法提供持续稳定的电流等其他无法正常使用的状况,为了避免或者降低这种现象的发生,在平时操作要注意以下事项。

(一)强对应急电源安装场地的维护管理

应做到以下几点,第一,保持应急电源室内干净干燥,经常通风,避免在在EPS应急电源控制板上积压过多灰尘,这样可以降低控制板发生故障的几率。第二,避免EPS应急电源被水浸、雨淋与日晒,应将其安放在远离窗户的地方。第三,远离易燃易爆物且严禁火源,室内不得堆放杂物,避免鼠类藏匿啃咬电缆线引发事故的发生,预防火灾的发生。第四,做好防高温工作,维持EPS应急电源所配的蓄电池环境温度不高于30~C,减少由于高温对蓄电池使用寿命的影响;第五,做好防潮工作,这是因为潮湿的空气易使EPS应急电源出现控制故障,严禁有结露的情况发生在应急电源内部控制板上。

(二)加强对市电输入端的维护管理

通过对供电系统市电电压的检测,维护应急电源的正常使用。主要检查内容有以下几点:第一电压正常与否,零线,火线是否正在搭接,尤其是EPS应急电源前端装有网防雷器的用户,更要经常不定期的检查防雷器及接地线是否正常;第二,通过给输入输出电缆线外加装防护套管的方式来防止鼠类啃咬;第三,定期检查第一路主电与第二路备用电供电的零线,火线是否搭接正确。一旦发现异常,应立即纠正。

(三)加强对应急电源设备的维护管理

第一,根据EPS各输出断路器的实际状况判断输出回路是否存在有短路的情况;第二,通过使用钳流表等检测工具,判断各回路中是否存在超载现象;第三,通过采用手触电缆的方式,感知电缆的温度,从而判断存在异常现象和线径大小是否合适。

五、结语

随着科技水平的进步,城市电网日趋完善,但难免出现故障,因此采取应急电源设备,可以降低经济损失。因此选择合适的应急电源是十分必要的,而EPS是一种高性能的绿色应急供电电源,可以为企业生产提供持续稳定的电流,减少企业因电网中断造成的经济损失。

参考文献:

应急电源的工作原理范文5

【关键词】应急电源;DC/DC;DSP

一、绪论

本文设计的电梯自动平层控制装置的应急电源系统,在市电正常时停电应急装置处于自动充电及电源检测的状态,市电通过应急装置互锁接触器的触点供电给电梯,电梯正常运行。当市电发生突然停电或缺相的情况,应急装置可以立刻检出,并在一个可调的延迟时间后启动后备应急电源,与此同时应急装置内部的互锁接触器切断市电,确保电源安全。应急装置根据配套电梯的控制方式及主机型来选择不同的驱动方式,将电梯运行至平层位置,打开轿厢门及厅门,保证乘客安全走出电梯。

二、EPS的工作原理

应急电源系统(EPS:Emergency Po-wer Supply)是应用IGBT逆变技术,以CPU控制,采用高电子集成整体模块化结构的强弱电一体化系统,它在紧急的情况下作为重要负荷的第二或第三电源供给,可望成为不少场合的UPS柴油发动机组的替代品。

在应急电源系统中,一方面,电网通过整流变流器和降压DC/DC变换器(即充电电路)向蓄电池充电;另一方面,当电网故障时,蓄电池通过升压DC/DC变换器和逆变PWM变流器向负载提供后备能量。而有源滤波器的PWM变流器在实际工作中工作处于逆变器状态,同时又可以通过适当的控制具有整流器功能,以对直流侧电容储能,保持直流侧电压稳定。(如图1所示)

三、DSP控制系统的设计

1.电池容量及应急电源主电路参数设计

蓄电池容量选择要根据蓄电池要求放电电流和要求的备用时间来决定,选择蓄电池的容量时,应先计算出要求放电的电流值,然而根据蓄电池生产厂家提供的放电特性曲线和用户的备用时间进行选择

1)蓄电池的最大放电电流的计算

IMAX=P×COSФ/η×N×Ei

2)放电电流的计算

由于放电过程中蓄电池的放电电流是变化的,蓄电池刚放电时的电流明显小于最大放电电流Imax。根据蓄电池的放电状态,一般取0.75位效正因数,蓄电池实际所需的放电电流为:

I=0.75×Ima×

蓄电池容量(Ah)=蓄电池实际所需放电电流(A)蓄电池放电速度(1/h)

所以用AH来表示容量的话,则:

AH=0.75×P×COSФ/η×N×Ei×0.6

2.应急电源的DSP控制

我们选用了目前比较先进的TMS320 F2810型号的DPS,这是TI公司设计的一款低成本、低功耗、高性能的面向自动化控制、工业自动化、最优网络的一款数字化控制芯片。

1)DSP对充放电的控制

以上各个小节详细的介绍了对蓄电池涓流、恒流及恒压充电的具体原理,DSP对充放电的控制流程如图2所示:

其主循环程序包括产生EPS的启动信号,判断电网电压是否正常,电网如果正常,EPS给蓄电池充电转入蓄电池充电子程序,如果电网出现故障,(包括电压过低或过高),EPS就启动蓄电池放电给负载提供三相交流电,转入蓄电池放电、逆变子程序。

2)SJT-YY型电梯自动平层控制应急电源

基于以上的理论论述和设计,现在SJT-YY型电梯自动平层控制应急电源内有双向DC/DC变流器功率器件―双管IGBT,双向PWM变流器功率器件―IPM模块,蓄电池等,现将其外部接口设计如图3所示。

四、结论

本文通过一系列参数的计算,选取适当的器件,成功实现了电源直流电压(电池电压)小于100V(96V)的电梯应急电源,并且可以满足电梯电动机的工作需求,该系统应用了双向PWM变流器,双向DC/DC电路,采用DSP数字控制技术,实现了EPS产品的绿色化、智能化的要求

参考文献

[1]BL2000串行板类用户手册[S].沈阳市蓝光自动化技术有限公司,2004.

[2]周文彬.现代电源技术的发展[J].山东电子,1998.

应急电源的工作原理范文6

一、前言

在电力系统中变配电柜操作\控制电源的供电可靠性,将直接影响电力系统的运行的稳定性、操作的准确性、以及事故应急处理时的可靠性。因为操作\控制电源是供\配电设备的保护装置、操作机构、仪表指示以及通信装置的供电电源,所以当出现全厂失电或系统瓦解时首先要保证的就是操作\控制电源。可见操作\控制电源的供电可靠性非常重要。通常情况电力系统的操作\控制电源,是由充电电路和蓄电池组组成的直流系统以及两路来自不同电源的交流电源组成。而交流电源是直接来自本系统的电网电源极易受到系统事故、故障或操作不当等因素的影响而失电。

和田河电站电力系统的操作\控制电源也不例外由交流电源和直流电源两部分组成。在建设和田河电站时设计部门就考虑到电力系统操作\控制电源的重要性,所以将操作\控制电源的交流电源分别由站内低压配电室的I段A2-3配电单元和II段B3-4配电单元提供。这样一来就实现了交流电源来自两个不同的变压器,看似有较高的供电可靠性,其实不然。

现在和田河电站已经运行近一年的时间,在处理几次较为严重的系统瓦解事故时均出现了配电柜内断路器不能电气操作这能手动现场强制操作的现象。由于和田河电站是一个孤网系统当系统瓦解时只能依靠自身的黑启动发电机恢复主力发电机的启动运行。换句话说就是和田河电站发生系统瓦解就意味着除了一些蓄电池可以提供直流电源外,全系统内所有的交流电源将全部失电直到燃机启动运行后才能获得交流电源。相比其他电站往往会经过一些电源切换装置与另外的相邻电网连接,出现本系统瓦解或故障时切换到相邻电网就可以恢复供电了。这一点和田河电站与其它电站有很大的区别。

二、现状及存在的问题

经过详细了解现场运行人员的操作过程和发生系统瓦解时的现象。发现在几次事故处理时采用远程或就地电气操作断路器分\合闸时断路器都不动作,同时保护装置与后台的通讯也中断了。要想操作断路器只有人员到现场打开配电柜的门按下手动强制按钮来进行操作,由于微机保护装置失去交流工作电源与后台的通讯就中断,查看保护动作信息也只有运行人员到各个保护装置上去查看。当系统瓦解时断路器的故障跳闸是由直流系统经保护出口回路来完成的,而断路器的正常操作需要交流电源通过中间继电器的节点扩展经保护装置的控制回路来完成,同时交流电源也给微机保护提供工作电源。所以当交流电源失去时就会出现正常的断路器操作无法操作,保护装置与后台的通讯中断。那么归根结底问题出在了交流电源,当系统瓦解时如果还能提供一段时间的交流电源上述问题就迎刃而解了。

由于和田河电站是孤网运行,为加强现场事故应急处理能力设计部门还在电站综合配电室专门设计安装了一套大功率应急电源系统(EPS系统)。其工作原理是当电力系统正常时通过充电电路给大容量蓄电池组充电,当电力系统瓦解失电时该系统自动将蓄电池组里的电能通过逆变电路转变成与原先电力系统各参数一致的三相交流电,提供给一些装置照明、监控以及应急设备使其正常运行。

三、措施

根据对现场设备的了解以及配电柜电器元件的配置。我们认为将应急电源系统作为操作\控制电源的一路交流电源是可行的,并且现场也具备实施的条件;首先EPS应急电源系统的输出端是专门用来提供交流电源的。其次它的大容量蓄电池组有50KVA,逆变电路回路电流可达120A,而和田河电站综合配电室的操作\控制电源母线只有10~20A的电流可见容量足以满足。第三应急电源系统的安装位置就在和田河电站综合配电室的应急电源间与操作\控制电源母线仅仅一墙之隔,这大大降低了改造施工的工作量和改造成本,同时今后的维护也比较方便。由此我们决定将原来接在站内低压配电室的两路交流电源拆除一路改接到EPS应急电源的一个输出回路中从而实现系统失电时还有操作\控制电源提供。具体步骤如下:1、在EPS应急系统输出控制柜中选择备用6回路作为电缆接入点。2、拆除接在低压配电室的I段A2-3配电单元上的交流操作\控制电源电缆。(因为其电缆长度较长足够敷设至EPS应急电源间)3、在交流操作\控制电源进入配电柜的小母线前端安装一个小型断路器,用来分断两路交流电源。

四、效果

上述措施实施完成后为了验证来自应急电源系统的操作\控制电源还能在系统瓦解时起到提供可靠交流电源的作用。选择在处理厂装置倒换运行设备时,所有符合都由高压I段母线供电的机会。将高压II段的断路器退至试验位,切断正常的电力系统提供的操作\控制电源后,合上由EPS应急电源系统提供的操作\控制电源进行断路器的远程、就地正常分\合闸操作。结果断路器动作非常可靠、准确,同时在电站主控室人机界面中各配电柜保护装置的通讯依旧正常。由此已基本达到次改造的目的。

五、改进

1、因为想尽快利用EPS应急电源系统来提供操作\控制电源,加之和田河项目部确实也非常缺乏各类电气元件的备品备。就目前现有的库存元件还不能经过改造达到正常交流电源与EPS应急电源自动切换。所以目前改造后的两路交流电源还只能由运行人员手动进行切换

2、由于EPS应急电源系统的交流输出的大容量,还可以考虑其它一些需要不间断电源的系统的接入。例如配电室直流系统的交流输入电源、六氟化硫配电室风机等。