DC—BANK在燃机抗“晃电”中的应用

摘 要 电网的“晃电”是因雷击、短路或其他原因造成电网短时电压波动或短时断电的情况。当“晃电”发生时，燃机设备的保护动作促使燃机机组停机，影响到整个塔北油田电网的稳定运行。为防止这种情况的发生，通过增加一套备用电源系统（DC-BANK），使其在“晃电”发生时能迅速切入，代替原电源保证机组继续正常运行。在电源电压恢复平稳后，备用电源系统顺利切出，恢复正常供电模式，躲过“晃电”的影响。

关键词 晃电;电压波动;DC-BANK

中图分类号：TM761 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）22-0115-01

轮南燃机电站共有6台燃气轮机发电机组，是塔北电网的主力电源。燃气轮机发电机组的润滑油压力由润滑油泵提供，液压动力由伺服油泵提供。燃机的滑油系统包括润滑油泵、伺服油泵以及润滑油冷却风扇，它们都是由变频器驱动的低压电动机带动。

由于供电线路长，塔北地区自然环境较为恶劣等原因，电网常常发生“晃电”现象（由于雷击、短路或其他原因造成电网短时电压波动或短时断电的现象俗语称“晃电”）。“晃电”现象发生时，导致电站的低压母线电压瞬时急剧下降，燃机辅助电机变频器出现电压保护使输出降低而停运，造成燃机的辅助电机降速或停转，待低压母线电压瞬时波动平稳后，燃机辅助电机变频器继续正常工作或保护停运，使燃机监测到机组润滑油压力、伺服油压力、滑油温度发生异常，当异常超出燃机保护定值时，燃机出现保护停机，这就造成塔北电网甩负荷事故的发生，严重影响油田的正常生产。

为了减少“晃电”对机组的影响，我们需要在电站低压母线电压下降到足以导致变频器出力下降之前，有一备用电源系统迅速切入，代替原电源为变频器供电，保证机组继续正常运行。在电源电压恢复平稳后，备用电源系统顺利切出，变频器恢复正常供电模式，躲过“晃电”的影响。在这一过程中必须保证变频器输出电压保持不变，两次切换过程对机组滑油系统的影响可以忽略不计。

1 DC-BANK解决方案

1）未实施改造前设备的运行方式。

设备正常运行时，由电站低压电经变频器驱动运行，电网的一切波动都会经变频器影响设备的正常运转。

2）设备加装DC-BANK系统后的运行方式。

DC-BANK系统是由充电机、蓄电池、静态切换开关、保护元件及PLC控制器组成。

当发生“晃电”时，电站低压母线电压下降时，变频器直流母线电压也随之下降，当直流母线电压降至低于DC-BANK蓄电池电压时，将静态开关触发接通，DC-BANK提供直流电源到变频器直流母线，经变频器逆变后供给电机使用，从而保证在“晃电”过程中电机转速不变。当供电系统发生更大故障，导致低压母线电源完全中断时，DC-BANK系统通过控制系统也会迅速触发接通静态开关SW，向变频器直流母线送电，保证电机正常运行。当低压母线电源恢复正常供电，电机在市电支撑下恢复正常工作，DC-BANK系统切出，蓄电池转为自动维护状态。在连续多次“晃电”的情况下，DC-BANK系统能完成多次保护。

2 试验及实际运用效果

试验分三个步骤，首先将进行主电源断电试验，其次进行主电源“晃动”试验，最后将带负载进行DC-BANK系统支撑时间试验

试验结果：断开主断路器、晃电试验、以及DC-BANK支撑时间试验均取得良好的效果。电机改由DC-BANK系统蓄电池供电，电机转速及变频器输出电压无明显变化，电机运转正常。DC-BANK系统蓄电池持续供电15分钟后，辅助电机的转速正常，其变频器输出电压无明显变化。试验证明在整个电压系统全部故障时，DC-BANK系统仍然可以迅速切入为变频器供电，并最少支撑15分钟。

在经过近2年的实际运行中，杜绝了因“晃电”引起的燃机跳机故障，取得很好的效果，DC-BANK系统为燃机的安全平稳运行提供了良好的保障。

3 DC-BANK的优势

1）DC-BANK系统与常规UPS系统比较。DC-BANK系统通过自身架构，只过一次AC/DC的转换，向用电设备提供直流电源;并对蓄电池充电，其功率较小;在非正常状况下时，提供直流电源给用电设备，自身故障不会影响用电设备正常运行;当电网出现“晃电”时，DC-BANK系统通过静态切换开关进行切换，的响应时间一般<6ms。

常规UPS系统一般采用AC/DC、DC/AC两次变换向用电设备提供不间断交流电源。既要给蓄电池充电，又要向逆变器提供直流电源，其功率较大;用电设备的电源输入都要通过UPS系统，其自身故障会影响用电设备正常运行;在供电系统出现“晃电”时，其切换为直流供电的响应时间一般>10ms。

2）DC-BANK系统与电容系统使用效果对比。DC-BANK系统在电网发生“晃电”时可以保证持续供电15min;连续“晃电”时，可以连续完成多次运行设备的用电支撑;其造价及后期维护费用较低。

电容系统在电网发生“晃电”时可以保证持续供电<10s;在电网发生连续“晃电”时，只能完成一次运行设备的用电支撑;造价及后期维护费用较高。

4 结束语

基于DC-BANK系统快速的切换能力，平稳的供电能力，它可以作为各项工业生产中主要设备的应急支撑电源。适用于连续性生产工艺装置，当主电源出现波动时，为保动力设备继续运行，使工艺生产过程可以进行紧急处理。这对于电力质量要求很高的场所，如各作业区集中控制室监控系统，油气集输站各种连续运行设备，化工厂连续生产装置，通讯公司各通信站等，具有很高的推广价值。

参考文献

[1]李言.DC-BANK抗晃电技术在空分液氧泵改造中的应用[J].科技信息，2012（11）.

[2]林天柱，沙立民，高尚飞.DC-BANK抗晃电技术及问题研究[J].电气应用，2011（19）.

作者简介

刘波，工程师，2005年毕业于新疆大学电气工程及其自动化专业，从事电站生产管理工作。

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