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摘 要 对余热锅炉系统中高压给水泵工作现状进行了简述，重点介绍了艾默生HIPULSE U系列120KVA UPS的工作原理及其为高压给水泵不间断供电功能的实现，保证了系统的正常运行。
关键词 高压给水泵；UPS；变频器
中图分类号：TK2 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）16-0115-02
型钢炼铁厂转底炉余热锅炉系统是利用主抽风机抽取转底炉中的高温废气，通过这部分余热给汽包升温产生蒸汽供热电厂发电使用，达到能源回收利用的目的。余热锅炉系统中高压给水泵的作用是往汽包中打水，是整个余热锅炉系统中正常水循环的基本保证，当高压给水泵因跳电而导致停机，必将会影响到水循环的正常运行，一旦因外部电网故障而引起的跳电必将长时间的停机，一旦锅炉汽包内部水供应不足，会引起炉壁烧塌，甚至发生爆炸事故，造成重大财产损失或人身伤亡事故。为保证供电系统的正常运行，本文提出为高压给水泵增加UPS不间断电源的整改方案。
1 转底炉余热锅炉高压给水泵现状
转底炉余热锅炉系统中共有两台高压给水泵，分别由一台75 KW电机带动，两台水泵来自不同的两路电源供电，正常生产时使用1#泵，2#泵作为备用，电气系统采用传统的接触器控制方式，一旦出现电源故障必然导致电机跳电，从而影响到整个余热锅炉系统的正常水循环。设计方案为1#泵增加UPS不间断电源，当1#泵电源发生故障时可利用UPS电池组持续供电一段时间，这样便有充足的时间来切换到2#泵进行工作，保证余热锅炉系统的正常水循环。电气控制原理图见图1。
2 HIPULSE U UPS簡述
根据负载情况，经过验证，选用艾默生网络能源有限公司生产的HIPULSE U系列120KVA的UPS。
2.1 UPS设计原理
HIPULSE U UPS采用AC-DC-AC变换器，其单机工作原理见图2。
第一级变换（AC-DC）采用SCR三相全控桥式整流器，把三相交流输入电压变换成稳定的直流母线电压，整流器同时兼充电器功能。
第二级变换（DC-AC），逆变器主功率采用大功率绝缘栅双极性晶体管（IGBT）作为其逆变原件，控制上采用空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术，把直流母线电压逆变回交流电压。
2.2 工作原理
市电正常时，整流器和逆变器同时工作，给负载供电的同时对电池进行充电。当市电异常时，整流器停止工作，转由电池经逆变器向负载供电；若电池电压下降到放电终止电压，而市电还未恢复正常，UPS将关机。UPS电源开关配置见图3。
2.3 电池组
UPS电池组由数个电池串联而成，为UPS逆变器提供额定直流输入电压。在本系统中选用的是12 V，40 A/h的电池，共32块串联。
同时选配与UPS相对应的标准电池开关盒，以便在维修和UPS出现故障时能够断开和电池的连接。电池开关盒内含电池开关控制板，可以检测电池运行工况，并具有受UPS控制电路控制的电子跳闸装置，如遇电池欠压导致逆变器锁定，则开关自动断开，避免电池过放电损坏，同时具有短路保护功能。
3 不间断电源系统设计
负载电机铭牌如表1。
3.1 启动负载时对UPS的保护
UPS内部的功率元件都有一定的额定工作电流，冲击电流过大，会使功率元件寿命缩短甚至烧毁。本系统中高压给水泵额定电流为354A，通过钳形电流表实测电机启动电流可高达2100A，为了保护UPS，设计中增加一台变频器，在启动时逐步提升负载电机的频率和电压，通过设定的时间达到额定的工作频率和工作电压的状态，这样电机在启动过程中的启动电流，就由过去不可控的过载冲击电流变成为可控的，减少对UPS的冲击。
3.2 UPS过载运行时的保护
如果UPS过载运行，在蓄电池供电过程中由于逆变器的过载保护功能，UPS会因过载而中断输出，从而造成不必要的损失。因投入大负荷非线性负载而形成瞬态浪涌过载输出局面时，不但保证了UPS逆变器的完好无损，而且还不会出现因逆变器输出过载能力差而转交流旁路供电的局面。这是因为当UPS在执行逆变器供电交流旁路供电切换操作的期间，有可能因不稳压的市电电源与具有稳压输出特性的逆变器电源之间的瞬态电压差过大而损坏UPS电源。
4 结束语
在对电池组进行不间断浮充完全充电一星期后，经过现场测试电池后备时间长达20分钟，同时经试车在电源故障时UPS可自动转为电池供电，输出电压稳定，满足生产要求。
参考文献
[1]王杨二.“内置稳压”预热燃气热水器安全标准[N].中国质量报，2007.
关键词 高压给水泵；UPS；变频器
中图分类号：TK2 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）16-0115-02
型钢炼铁厂转底炉余热锅炉系统是利用主抽风机抽取转底炉中的高温废气，通过这部分余热给汽包升温产生蒸汽供热电厂发电使用，达到能源回收利用的目的。余热锅炉系统中高压给水泵的作用是往汽包中打水，是整个余热锅炉系统中正常水循环的基本保证，当高压给水泵因跳电而导致停机，必将会影响到水循环的正常运行，一旦因外部电网故障而引起的跳电必将长时间的停机，一旦锅炉汽包内部水供应不足，会引起炉壁烧塌，甚至发生爆炸事故，造成重大财产损失或人身伤亡事故。为保证供电系统的正常运行，本文提出为高压给水泵增加UPS不间断电源的整改方案。
1 转底炉余热锅炉高压给水泵现状
转底炉余热锅炉系统中共有两台高压给水泵，分别由一台75 KW电机带动，两台水泵来自不同的两路电源供电，正常生产时使用1#泵，2#泵作为备用，电气系统采用传统的接触器控制方式，一旦出现电源故障必然导致电机跳电，从而影响到整个余热锅炉系统的正常水循环。设计方案为1#泵增加UPS不间断电源，当1#泵电源发生故障时可利用UPS电池组持续供电一段时间，这样便有充足的时间来切换到2#泵进行工作，保证余热锅炉系统的正常水循环。电气控制原理图见图1。
2 HIPULSE U UPS簡述
根据负载情况，经过验证，选用艾默生网络能源有限公司生产的HIPULSE U系列120KVA的UPS。
2.1 UPS设计原理
HIPULSE U UPS采用AC-DC-AC变换器，其单机工作原理见图2。
第一级变换（AC-DC）采用SCR三相全控桥式整流器，把三相交流输入电压变换成稳定的直流母线电压，整流器同时兼充电器功能。
第二级变换（DC-AC），逆变器主功率采用大功率绝缘栅双极性晶体管（IGBT）作为其逆变原件，控制上采用空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术，把直流母线电压逆变回交流电压。
2.2 工作原理
市电正常时，整流器和逆变器同时工作，给负载供电的同时对电池进行充电。当市电异常时，整流器停止工作，转由电池经逆变器向负载供电；若电池电压下降到放电终止电压，而市电还未恢复正常，UPS将关机。UPS电源开关配置见图3。
2.3 电池组
UPS电池组由数个电池串联而成，为UPS逆变器提供额定直流输入电压。在本系统中选用的是12 V，40 A/h的电池，共32块串联。
同时选配与UPS相对应的标准电池开关盒，以便在维修和UPS出现故障时能够断开和电池的连接。电池开关盒内含电池开关控制板，可以检测电池运行工况，并具有受UPS控制电路控制的电子跳闸装置，如遇电池欠压导致逆变器锁定，则开关自动断开，避免电池过放电损坏，同时具有短路保护功能。
3 不间断电源系统设计
负载电机铭牌如表1。
3.1 启动负载时对UPS的保护
UPS内部的功率元件都有一定的额定工作电流，冲击电流过大，会使功率元件寿命缩短甚至烧毁。本系统中高压给水泵额定电流为354A，通过钳形电流表实测电机启动电流可高达2100A，为了保护UPS，设计中增加一台变频器，在启动时逐步提升负载电机的频率和电压，通过设定的时间达到额定的工作频率和工作电压的状态，这样电机在启动过程中的启动电流，就由过去不可控的过载冲击电流变成为可控的，减少对UPS的冲击。
3.2 UPS过载运行时的保护
如果UPS过载运行，在蓄电池供电过程中由于逆变器的过载保护功能，UPS会因过载而中断输出，从而造成不必要的损失。因投入大负荷非线性负载而形成瞬态浪涌过载输出局面时，不但保证了UPS逆变器的完好无损，而且还不会出现因逆变器输出过载能力差而转交流旁路供电的局面。这是因为当UPS在执行逆变器供电交流旁路供电切换操作的期间，有可能因不稳压的市电电源与具有稳压输出特性的逆变器电源之间的瞬态电压差过大而损坏UPS电源。
4 结束语
在对电池组进行不间断浮充完全充电一星期后，经过现场测试电池后备时间长达20分钟，同时经试车在电源故障时UPS可自动转为电池供电，输出电压稳定，满足生产要求。
参考文献
[1]王杨二.“内置稳压”预热燃气热水器安全标准[N].中国质量报，2007.