|一用一备式冷凝水泵应急电源的设计与实现( 二 )
在市电正常时 ， 市电KM1吸合 ， 给控制系统KM3、KM4、KM5、KM6的控制线圈提供电源 ， 逆变停止工作 ， 相对延长逆变器寿命 。 这样应急电源即能够克服UPS电源使用寿命的不足 ， 又能满足动力负载应急电源控制系统要求 。
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图2 控制系统的EPS电源原理图
2.2 控制系统直流开关电源设计
动力负载应急电源控制系统需要不同功率、不同电压等级的直流电源支撑 ， 如控制核心器件需5V电源、逆变模块的驱动需要4路独立的+20V直流电源、采样电路中的运算放大器需±12V供电 ， 另有集成模块需5V直流电源 ， 所以控制系统必须有DC500V转DC20V、DC500V转DC110V、DC110V转DC±12V、DC5V等多个独立的直流电源以满足所需各种直流电源的需要 。
本系统以UC3844电流型PWM集成控制器为核心 ， 构建了单端反激式开关电源 。 DC110V转DC±12V、DC5V原理如图3所示 ， 该开关电源原理为：UC3844输出驱动脉冲 ， 功率开关管Q1交替导通与关断 ， 经过高频变压器T1作用 ， 二次侧产生交流感应电压 ， 经整流、滤波后 ， 可输出稳定的+20V、±12V和+5V直流电压 。
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图3 控制系统直流开关电源原理图
3 动力负载应急电源控制系统软件设计
3.1 主备泵辨识与逻辑判断
实现凝水泵的正确应急切换 ， 控制环节中最重要的是进行主、备运行水泵的辨识与停电时的逻辑判断 。 虽然配电控制系统进行主泵上端ACI1、备泵上端ACI2电流检测 ， 作为电源系统辨识主、备泵运行的依据 ， 但是如果没有设计正确的逻辑关系 ， 将产生违背现场要求的错误切换 。
在市电运行过程中 ，如果检测ACI1有电流 ， ACI2没有电流 ， 那么停电后 ， 闭合KM4 ， 启动主泵；如果检测ACI2有电流 ， ACI1没有电流 ， 那么停电后 ， 闭合KM6 ， 起动备泵 。
但是 ， 还存在特例 ， 如果ACI1没有电流 ， ACI2没有电流；ACI1有电流 ， ACI2有电流 ， 从逻辑上就无法判断应急时应该起动哪个泵 ， 从现场安全考虑 ， 设定闭合KM4 ， 起动主泵 。
如果市电时备泵运行 ， ACI2有数值 ， 当断电后 ， 主泵下端ACI2将减小与消失 ， 如果 ， 此时再进行主、备运行水泵的辨识 ， 将产生错误判断 。 所以 ， 控制系统中 ， 程序主、备运行水泵的辨识间隔时间应该大于市电断电判断时间 ， 在断电判断后 ， 通过程序跳转 ， 避免再次进行主、备运行水泵的辨识 ， 直至市电恢复再次判断 。
3.2 主流程设计
整个动力负载应急电源系统内部设有了电池检测监控及保护电路 ， 可实时监测处于长期备用状态下的蓄电池出现的各种异常并及时报警 ， 以便及时维护 。 此外还设计有输出分路检测电路 ， 可实时监测各输出分路出现的开路与短路故障 。 系统具有历史故障记录、液晶汉字显示和远程在线实时监控功能 ， 主程序控制流程图如图4所示 。
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图4 主控制程序流程图
系统设计中 ， 为安全与方便地实现凝水泵从应急运转过程切换到市电供电运转过程 ， 增设手动停止和系统复位两个按键 ， 通过软件控制KM3、KM4、KM5、KM6和变频电源 ， 实现水泵供电的安全切换 。
4 结论
经过技术设计和制造 ， 10万吨甲醇工程冷凝水泵应急电源顺利完工 ， 经过现场调试使用完全满足现场设备要求 。
（编自《电气技术》 ， 原文标题为“185kW一用一备冷凝水泵应急电源的设计与实现” ， 作者为刘晖、李多山 。 ）
