VVVF:變頻器，由AC/DC整流器
、DC/AC逆變器等組成
係統由電池組
、充電器、靜態開關

、控製器等組成
SS:靜態開關
M:電動機
針對工廠的實際情況,我們決定采用多台電機工作模式
2）、下圖是多台電機的工作模式圖
多台電機工作模式：
M1
，M2，M3同時設計於同一控製係統中為低壓電機群的工作模式；

檢修模式：
以下為檢修模式的示意圖

VVVF1檢修，VVVF2和VVVF3處於工作模式，直流由SS和直流熔斷器等隔離。

2
、本係統的工作模式
本係統有三種工作模式：
1)

、正常工作模式：由電網通過具有雙變換及軟起動功能的VVVF驅動電動機，充電器對電池浮充電。
2)、斷電工作模式：靜態開關導通
，電池通過VVVF驅動電動機；電網恢複
，係統自動恢複正常工作。轉換過程不斷電。
3)
、檢修工作模式：每個回路相對獨立

，n台PLC分路獨立管理n台VVVF，並對直流係統監控。
在工作現場通常都是電機群，我們隻需設計一套係統就可以解決問題。
3
、本係統的控製邏輯：

 虛線框內為直流支撐係統
 上圖為直流支撐係統與變頻器控製邏輯簡圖
 邏輯控製說明
1． 變頻器啟動；停止控製邏輯
根gen據ju變bian頻pin器qi的de原yuan理li
，變bian頻pin器qi在zai交jiao流liu供gong電dian或huo直zhi流liu供gong電dian正zheng常chang情qing況kuang下xia在zai接jie受shou到dao啟qi動dong接jie點dian指zhi令ling後hou，即ji可ke投tou入ru運yun行xing。在zai變bian頻pin器qi正zheng常chang運yun行xing後hou有you一yi反fan映ying變bian頻pin器qi運yun行xing狀zhuang態tai的de接jie點dian信xin號hao閉bi合he。變bian頻pin器qi運yun行xing調tiao速su指zhi令ling由youDCS 或PLC 送來的4－20mA 模擬信號實現。
2．直流支撐係統與變頻器的邏輯配合
（1）直流支撐係統的組成
a. 直流電源 b. 回路保護開關 c. 回路靜態開關
d. 回路直流接觸器 e. 控製PLC f. 母線電壓監測繼電器
（2）該係統的PLC 控製邏輯
a. 控製PLC 輸入邏輯條件有：變頻器運行狀態接點信號，母線電壓監測信號。同時可能還有現場的一些閉鎖信號。
b. 控製PLC 輸出邏輯條件有：變頻器運行正常且一些閉鎖信號未給出保護動作信號時,直流接觸器合上,直流支撐係統處於熱備用狀態,否則直流接觸器斷開，直流支撐係統處於冷備用。變頻器運行正常時，母線電壓<350VAC(可調節)且閉鎖信號未給出保護動作信號時,PLC向靜態開關送出24VDC控製電壓,靜態開關導通
；母線電壓恢複時，PLC撤出靜態開關閉鎖指令。
c. 母線電壓正常條件下直流支撐係統投入過程
變頻器電源端送入正常電壓
，變頻器受電

，內部CPU 準備運行；控製設備
，DCS 或PLC 或控製繼電器送來啟動運行指令。電機按模擬控製4－20mA 電流決定變頻器拖動電機的運行轉速；等到係統正常運行後變頻器狀態接點閉合。
直流支撐係統控製PLC 接受到變頻器運行狀態指令後
，向直流接觸器 MF 發出合閘指令
，如果該回路的空開QF 合閘，這時該回路在熱備份狀態。本次操作結束。
d. 變頻器電源失電
，PLC 及靜態開關都測到變頻器失電信息。
1） PLC 測到了母線電壓＜350VAC 信號而發出靜態開關合閘指令。
2） 靜態開關測到變頻器直流母線電壓＜460VAC 而快速導通。
變頻器電力迅速由母線供電轉入直流支撐係統供電。變頻器保持連續不間斷運行。
e. 變頻器電源供電恢複時其直流環節的電壓應立刻上升；母線電壓恢複使得PLC 重新得到電壓正常信號而撤出靜態開關閉鎖指令。當變頻器直流母線電壓>直流支撐係統母線電壓，並且PLC撤出閉鎖指令後靜態開關立即關閉。電機在這一過程中仍然保持不間斷運行。在充電器作用下對放過電的電池組補充電。
f. 母線電壓連續在85％（該值可以重新設定）上下波動。母線電壓一旦 <350VAC（>85％）直流支撐係統即自動投入,由蓄電池直接向變頻器的直流母線供電。母線恢複正常值後PLC 延時2s 才撤出靜態開關閉鎖信號。
g. 根據用戶工藝條件，在蓄電池供電數秒鍾後PLC自行切斷直流接觸器，具體延時多長時間可在調試時確定。
3． 係統安全性
1）zhiliuzhichengxitongyubianpinqizuchengdedianjibutingdianxitongjuyoukekaodexitonganquanxing。gaigongdianxitongyubianpinqishifenbushijiegou，gaigongdianxitongyingyonghouwanquanbuyingxiangyuanyoubianpinqideshiyongfangshijixingneng
，zaimuxiandianyazhengchangshigaixitongjinzuoweihoubeidianyuan。zheshihouzhiliuzhichengxitongdetuichu，tourubuhuiduiyuanbianpinqichanshengrenheyingxiang。
2）該係統與變頻器之間有十分可靠的隔離保護設計，當一台變頻器出現故障
，不會影響其它變頻器正常運行。
3）在檢測維修時，每回路直流支撐係統均可單獨與母線分離，以便於維修。
4）HMI上備有保護變頻器母線電壓晃電、失電、充電壓實時紀錄，
運行工程師可在事後在HMI 上查詢紀錄精度在秒。
² 控製部分我們可以根據用戶的要求采用RTU模塊,來采集現場信號和控製我們的DC-BANK係統。同時RTU還有多種電動機的微機保護功能，可以實現對電動機的多重保護。
利用RTU來實現智能控製係統可以實現以下幾個功能
1、進行線路的監測，實現遙控（分合、啟停
、正反轉等）、遙測（電壓、電流、功率、頻率
、功率因數等）、遙信（反映各種開關量狀態）等功能。通過RS485和上位機軟件一起構建SCADA係統。
2、進行三相電動機微機保護，實時監測電機運行狀態（如啟停、正反轉、電流、電壓
、功率、功率因數、頻率
、溫度等），對電機進行多種保護（過流、過壓、過載、欠壓、堵轉、零序、負序等保護）。
3、GPS對時：接入GPS時鍾信號

，統一係統時鍾，並向控製終端發送對時命令

；可支持多種通訊規約、多種通訊通道。
4、具有SOE功能
采用RTU來實現控製係統，功能齊全、方案簡潔，具有高可靠性、高集成度
，分布式安裝和控製，易擴展、開放性好。

4
、性能特點
結構合理可靠
該係統直接向VVVF提供直流電源。和傳統的UPS相比
，減少了AC/DC
、DC/AC 兩次變換，硬件費用減少
，可靠性提高。
常規UPSzhengliuchongdianqiyubianpinqichuyuchuanlianzhuangtai

，jiyaoduidianchichongdian
，haixuxiangnibianqitigongedingzhiliugonglv
，ercixitongdechongdianqichuyubinglianzhuangtai，pingshizhiduidianchifuchongdian
，chengbendi
，kekaoxinggao。
直流支撐係統不影響原來設備的全部工作狀態。
電動機享有VVVF的軟啟動

、調速等功能，並具備短路、接地故障和過載等保護特性。
充電器具有穩壓、限流功能。
直流支撐係統的相關參數可以記錄
、儲存和顯示。
采用方便檢修維護的模塊化結構，並聯使用。係統各回路完全獨立
，檢修某回路VVVF及其控製保護電路等，不影響其他回路工作。
係統相關部件采用IGBT逆變功率器件和微處理器控製。
靜態開關采用在線跟蹤和電壓自動監控

，保證主電源電壓波動和失電時，係統瞬時切換到電池供電,變頻器的輸出頻率沒有變化。
三、設備及係統配置
1
、實驗條件
現有實驗條件：
一路380V/60A 3P+N+PE電源.
被保護變頻器的狀態幹節點信號
被保護變頻器電源狀態的PT取信號電源。
一些保護的閉鎖信號
其他電氣設備的工作狀態信號(根據需要)
被保護變頻器二次接線圖。
有關的工程設計條件。包括被保護變頻器盤內布置圖。
2、直流支撐係統主要設備
1
、 蓄電池
1) 蓄電池采用免維護閥控式全密封鉛酸電池。
2) 蓄電池的使用壽命為7~12年。
2、整流器
整流器的功率逆變管采用進口快速IGBT，其qi餘yu元yuan件jian采cai用yong進jin口kou工gong業ye等deng級ji器qi件jian，生sheng產chan工gong藝yi嚴yan格ge完wan整zheng
，保bao證zheng機ji器qi的de可ke靠kao性xing和he穩wen定ding性xing。輸shu出chu電dian壓ya和he電dian流liu均jun可ke連lian續xu調tiao節jie。具ju有you強qiang大da的de保bao護hu功gong能neng(輸入過流、過壓、欠壓保護
；輸出短路，過流，過壓保護；整機過熱保護)。
3
、靜態開關
靜jing態tai開kai關guan采cai用yong大da功gong率lv器qi件jian組zu成cheng直zhi流liu電dian子zi開kai關guan。當dang電dian網wang供gong電dian正zheng常chang時shi，開kai關guan處chu於yu關guan斷duan狀zhuang態tai
，切qie斷duan電dian池chi組zu與yu變bian頻pin器qi的de通tong路lu
，防fang止zhi電dian池chi組zu在zai浮fu充chong電dian或huo均jun充chong電dian時shi
，因yin端duan電dian壓ya高gao於yu交jiao流liu進jin線xian經jing整zheng流liu後hou輸shu出chu的de直zhi流liu電dian壓ya引yin起qi頻pin繁fan放fang電dian
；當交流電源低於變頻器低壓保護值時(以變頻器的品牌而定)
，監控係統觸發直流電子開關瞬間導通
，可以做到變頻器由交流供電和由電池組供電的瞬時轉換。
靜態開關工作條件
截止條件：變頻器沒有運行或變頻器運行且母線電壓正常。
導通條件：變頻器運行且電網晃電或停電(備自投切換時)。
4、智能控製係統
根據需要用一台或多台可編程控製器和HMI(觸摸屏)組成帶有人機操作界麵的監控係統，其功能為：chongdianmokuaishuchudianyasheding
，chongdiandianliuxianzhisheding，benxitongdeqitingcaozuo
，yunxingcanshuxianshi，bianpinqigongzuozhuangtaixianshi，guzhangbaojingcunchuyijianxuyaoheshangweijitongxunshixiansiyaogongneng。
係統監控由係統控製器、切換控製器、電池檢測器及分路檢測器等主要部件組成，各部件均有單片機進行控製
，監控係統是通過RS485進行數字化連接以完成係統的通信與控製。各部件主要功能如下：
1) 係統控製器：實現人機交流、係統參數顯示
、係統指示

、係統設置
、曆史事件的存儲及遠程通信等功能。
2) 切換控製器：負責係統各路電壓及市電的監測以實現係統安全可靠快速的切換。
3) 電池檢測器：負責電池自動化管理和及監測。
4) 分路檢測器：負責輸出各分路的負載狀況(正常
、開路、短路、未裝等)的檢測。
5、安全保護
此係統都是安裝在配電櫃內的。配電櫃符合IP20要求，由能承受一定機械應力、電氣應力及熱應力材料構成。
3
、直流支撐係統的主要配置
1
、係統組成
1）

、設備基本參數:
―蓄電池的輸出功率根據現揚的設備功率決定。
―直流輸出回路由現場被保護的變頻器的數量決定。
―電池放電時間：根據現揚的工作要求。
2）、設備基本組成及櫃體安排
整流器櫃、直流控製櫃、蓄電池櫃。
櫃體具體安排：
―ZL櫃；冗餘高頻DC 530V/10A 2台充電器、含有HMI屏的係統測控。AC/DC 24V、 DC/DC 24V構成冗餘的控製電源、係統變壓器、
―CA櫃有多條直流支撐回路，每一條支撐回路中
，含有靜態開關
、直流接觸器

、直流熔斷器

、直流隔離模塊，光電檢測繼電器
、PLC公用等
每台變頻器由一個靜態開關來控製.。
各櫃有自己獨立的PLC係統，與HMI采用串行通訊的方法傳遞數據。
--櫃體安排：根據現場現有的施工條件。
a、將係統的全部櫃體集中定位在所有被保護變頻器相對最中心的位置的那台機組的控製室中，支撐係統分別與每一個變頻器連接。
b、根據現場提供的條件，合理安排櫃體的位置。
3)、方案的最終確定實施時：
我們會提供：
設備就位的平麵布置圖。
設備基礎安裝圖。
電氣條件圖、設備荷重圖各一份
，可用電子版發送。
2
、係統指標：
1）
、輸入電壓：380 + 10%VAC
，3P+N+PE 頻率：50HZ + 1%。
2）、結構要求
a 每組直流電源櫃為落地安裝式，防護等級：IP20
b 進出線方式：下進下出線或按現場要求。
c 電控櫃尺寸：800×600×2200（W×D×H） 前後開門
電池櫃尺寸：1320×600×2200 （W×D×H）
d 整流器櫃體頂部加裝2個風扇，下側設有帶濾網的進風口。
e 每個櫃均有銘牌

，標明其功能。
3
、功能要求
1） 當變頻器交流進線電源故障（失壓或短時停電）時，變頻器在該係統保護下，在設計時間內連續正常運轉。
2）直流支撐係統在線工作

，變頻器供電電源由交流三相380V轉至直流530V供電時無間斷。
3） 電池組的備用時間根據設計，不少於10分鍾(暫定)。
4） 在電池組放電過程中,若三相電源恢複正常,則變頻器供電自動切換至三相380V交流電源。
5） 進線電源停電超過一定時間
，應自動分斷直流接觸器
，變頻器停止工作。（主要是防止設備出現故障的保護動作信號）
6） 具備係統自診斷及故障顯示功能。
7） 為延長蓄電池的使用壽命,充電係統具備“均充”與“浮充”功能，且能自動轉換。均充電壓應達到560V，浮充電壓應達到530V(HMI可調)。在正常操作期間，電池應處於浮充狀態。
8） 電池組具備以下功能：
定時均充：即在每隔1-3個月（HMI可設定）自動均充一次。
欠壓均充：即電池放電至欠壓時，自動進行均充（交流正常時）
9） 具備各種工作狀態指示燈。
四、直流支撐係統的安裝：
1、安裝要求
1）、設備安裝時要充分考慮安裝位置，包括櫃外、櫃間接線。
2）、工廠要負責現場作業協調組織工作，並為工廠工程人員工作提供方便。
3）、對工廠提供的現場條件，在安裝二周前進行實地考察協調並與工廠共同製定工程計劃。
4）、工廠需提供所有的係統內櫃間電纜。工廠承擔被保護變頻器的電纜。
2

、係統的安裝環境要求：
使用場所：戶內
使用環境：無爆炸性氣體及粉塵
環境溫度：-10℃ ― +40℃；電池室5℃--30℃
相對濕度：90%未結露
海拔高度：1000米以下
3、安裝標準及規範
GB17478-1998 低壓直流電源設備的輸出性能特性和安全要求
JB/T8948-1999 電控設備用低壓直流電源
B4208-1993 外殼保護等級（IP代碼）
GB4026-1992 設備接線端子和規定電線端鑒別標誌以及
、文字和數字係統一般應用原則
GB50150-91 電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗
GB50168-92 電氣裝置安裝工程電氣電纜線路施工及驗收
GB50172-92 電氣裝置安裝工程蓄電池施工及驗收規範
GB50254-92 電氣裝置安裝工程低壓電器施工及驗收
GB50171-92 電氣裝置安裝工程盤、櫃及二次回路結線施工及驗收規範
五、該項目實施的最終結果
 在電機規定的負荷下做2次斷電試驗，間隔24小時
，支持時間均應為3秒鍾(暫定)。
zaibianpinqigongzuozhengchangdeqingkuangxia，qieduansanxiangjiaoliushurudianyuan
，xitongzidongqiehuanchengzhiliugongdian
，baozhengshoubaohudebianpinqijidianjibujianduanyunxingzaigongchangyaoqiudeshijiannei。qizhong，bianpinqixianshidepinlvbaochihengding，meiyourenhebianhua。ranhousongshangsanxiangjiaoliudianyuan，shoubaohudebianpinqijidianjijixuyunxingyujiaoliudianyuangongzuozhuangtai，chongdianqigeixudianchichongdian，wanchengyicidianyuanshidianqiehuanguocheng。chumopingxianshibingjilutingdianjihuifugongdiandeshike。

六、經濟分析、效益預測及社會效益預測
直接經濟效益
gongchangfashengyicibianpinqitiaozhashijianhuizaochenghendadejingjisunshiheweixian。shaozeshangbaiwan

，duozeshangyi，zheyangduigongchangdezhengchangyunxingchanshenghendadejingjiyingxiang。caiyongzhiliuzhichengxitonghouchedixiaochuyingongdianguzhangyinqidedianjitiaozhashigu，baozhangdianjianquanwendingdeyunxing，wanhuiledaliangyouyudianwanghuangdianzaochengdejingjisunshi，gengzhongyaodeshitouzichengbenxiangduijiaodi。
社會效益
根據調查表明，在供電穩定性和可靠性要求非常高的企業(例如：石油化工，鋼鐵
，化纖)中，關鍵設備中電動機(如泵類
，攪拌機，風機)

，運行中常常由於電氣控製係統發生故障而突然停機，引起連續生產中斷、堵料

、設備溫度急劇升高、工作壓力失控、有毒氣體外泄、主設備損壞，甚至造成整個生產線非計劃停車，直流支撐係統可以很好解決這些問題
，保障電機連續、安全
、穩(wen)定(ding)的(de)運(yun)行(xing)
，能(neng)為(wei)用(yong)戶(hu)挽(wan)回(hui)巨(ju)大(da)的(de)經(jing)濟(ji)損(sun)失(shi)。這(zhe)一(yi)研(yan)究(jiu)思(si)想(xiang)是(shi)全(quan)新(xin)的(de)，成(cheng)果(guo)具(ju)有(you)明(ming)顯(xian)的(de)創(chuang)新(xin)性(xing)和(he)實(shi)用(yong)性(xing)，在(zai)國(guo)內(nei)外(wai)均(jun)處(chu)領(ling)先(xian)地(di)位(wei)，並(bing)具(ju)有(you)非(fei)常(chang)廣(guang)闊(kuo)的(de)推(tui)廣(guang)應(ying)用(yong)前(qian)景(jing)。

七、公司業績
成功案例：上海高橋石化化工廠
6萬噸苯酚裝置 244kw 6 回路 MUPS
4.5萬噸苯酚裝置 133kw 8 回路 MUPS

成功案例：上海高橋石化漕涇化工區
20萬噸苯酚丙酮裝置 725kw 9 回路 MUPS
成功案例：上海廣電住金微電子
變頻器電控櫃 4 x 18.5kw MUPS

成功案例：洛陽石化化纖廠
短絲1#線驟冷風機 132KW MUPS
270kw 88 回路 DC-BANK
成功案例：珠海ＢＰ化工有限公司
變頻器電控櫃 1500kw
成功案例：揚子石化熱電廠
變頻器電控櫃157.6KW