中心議題：

• 假撚機和廠區供電係統分析
• PLC和UPS在假撚機雙電源切換中的應用

• 將一個較大供電係統雙電源切換分割成若幹小的用電單元

一 引言

假撚機是化纖行業生產滌綸低彈絲的主要設備
，每台設備由240個錠位組成
，該設備自動化程度高
，生產工藝複雜，具有連續生產、單批產品生產周期長（根據品種不同，時間在8～16小時之間）、開kai停ting機ji複fu雜za及ji開kai停ting機ji損sun耗hao大da等deng特te點dian。近jin年nian來lai
，我wo國guo部bu分fen地di區qu在zai用yong電dian高gao峰feng季ji節jie電dian力li短duan缺que，出chu現xian拉la閘zha限xian電dian現xian象xiang
，自zi備bei發fa電dian機ji的de企qi業ye在zai電dian源yuan切qie換huan過guo程cheng中zhong需xu要yao停ting機ji才cai能neng進jin行xing備bei用yong電dian源yuan切qie換huan。要yao安an裝zhuang一yi套tao大da型xing UPS不間斷電源，投資將達上百萬元，且要求配套發電機功率是係統負載的2 bei

，zibeifadianjideqiyedoucaiyongletingjiqiehuanbeiyongdianyuanfangfa
，wuluntingdianduochangshijian，meicifadianshijianbunengshaoyushengchanyipichanpindeshijian
，yitiantingxiandianliangciyishangshi，zhinenglianxufadian

，zhezhongfangfabunenglinghuoqiehuanbeiyongdianyuan，geiqiyezaochengbubiyaodesunshi。benxitongshigenjuqiyedezhuangjirongliangda
、設備型號相同

、數量多、有計劃停限電的特點
，利用現有發電機組設計出一套在不停機的情況下，進行逐台假撚機雙電源切換的控製係統。

二 假撚機和廠區供電係統分析

全廠共有型號相同RPR假撚機4台，單機裝機功率為120kw，由三部分用電係統組成：1
、傳動係統60kw（由變頻器控製）;2、電加熱係統55kw;3、輔助係統5kw（風機）。經分析
，生產時不能瞬間斷電的隻有傳動係統，電加熱和風機都可以在短時間內停電1-2分鍾，電源切換隻需用幾秒鍾時間
，在電源切換過程中隻要傳動係統不斷電，就能在正常生產情況下進行雙電源切換。

廠區供電係統是由一台630kw變壓器和一台800kw備bei用yong發fa電dian機ji組zu組zu成cheng
，變bian壓ya器qi和he發fa電dian機ji的de切qie換huan方fang式shi是shi通tong過guo一yi個ge雙shuang頭tou刀dao閘zha進jin行xing切qie換huan的de，要yao在zai正zheng常chang生sheng產chan情qing況kuang下xia對dui四si台tai假jia撚nian機ji同tong時shi進jin行xing電dian源yuan切qie換huan，需xu要yao一yi台tai480kw 或四台120kw 的UPS不間斷電源;發電機在空載時
，最大能同時加載負載是發電機功率的50%


，需要配備發電機的功率為1200kw，現有發電機滿足不了要求，隻能采取逐台切換方法。

三 設計方案

3.1 UPS的特性及選擇
本係統設計利用美國山特公司3C3 UPS的特性
，該UPS有一個內部電子旁路檢修開關，UPS在關機狀態下，電源是通過UPS內部電子旁路直接輸出供電。外部再加一個旁路開關（圖1）
，外部旁路開關與內部電子旁路開關形成並聯。UPS加入供電係統時
， UPS必須在關機狀態下，接通UPS輸入輸出端開關，UPS與外部旁路開關形成並聯接通，然後斷開外部旁路開關，再將UPS開機。UPS退出供電係統時
，必須先將UPS關機，接通外部旁路開關（若UPS未在關機狀態下，相當於UPS在開機時輸出端加入反向電壓
，UPS可能燒毀）

，斷開UPS輸入輸出端開關
， UPS退出供電係統。這樣就很容易做到將UPS加入和退出供電係統中。

圖1

UPS在電源切換過程中工作隻有幾秒鍾的時間
，其它時間不在係統中運行
，假撚機的裝機容量為120kw/台，但除了傳動係統外，電加熱和風機都允許短時間停電，若要配備120kw的UPS顯然是很浪費，選擇能滿足假撚機傳動係統功率的UPS就可以了。我們選用與負載功率相同的美國山特公司3C3 60 UPS，電池組選用65AH -12V – 32節。它的主要特點是：在120%超載的情況下可工作10分鍾，同時它具有內部電子旁路開關
，適合本係統設計要求。
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3.2 設計思路
benxitongzhuyaoshiliyongxianyoufadianjizuzaibutingjideqingkuangxiajinxingshuangdianyuanqiehuan。yuanlaidianyuanqiehuanshizaizhugongdianhuilushangtongguoyigeshuangtoudaozhaqiehuan，xianzaijiangyongdianxitongfengechengsigedanyuan
，zaimeigefenlushanggeanzhuangyigeshuangtoudaozha，fenbieduijianianjijinxingzhutaiqiehuan。shuangtoudaozhaqiehuanshirengongcaozuo，daozhazaizhuanhuanguochengzhonghuichuxianshunjianduandianxianxiang
，zheyangjiuhuizaochengjianianjitingji，zheshidianyuanqiehuanbunenglianxushengchandeyuanyin，jiejuezhegewentishibenfanganshejiguanjian。suoyi，zaidianyuanqiehuanqianxianjiangyaoqiehuandianyuanjianianjidedianjiarehefengjitingxialaijiangdifuhe
，ranhoujiangbujianduandianyuanUPS串聯在要切換的電路中，雙頭刀閘轉換時用UPS的電池組為假撚機提供傳動係統的電源，就不會出現斷電現象

，可以對該假撚機進行電源切換。切換完成後將UPS退出供電係統，再將電加熱和風機開啟
，這樣就完成了一台假撚機的切換。再進行下一台的切換，以此循環便可完成全部假撚機的切換（圖2）。

圖2

3.3控製流程
用一台UPS輪流切換，安全地將UPS加入和退出供電電路中，保證發電機組和變壓器不會出並網現象，這是控製方案中安全切換的關鍵。在控製回路中選用了PLC作為控製單元，我們選用了日本歐姆龍公司的CPM1A-30CDR-A可編程控製器，該產品抗幹擾能力強;適合工業現場工作環境;故障率低;編程簡單;擴展功能強，本身具有18路輸入和12路輸出，最高可擴展到90點。

電源切換控製過程中（圖3）
，首先PLC判pan斷duan備bei用yong電dian源yuan是shi否fou供gong到dao現xian場chang
，備bei用yong電dian源yuan沒mei有you供gong到dao現xian場chang不bu能neng切qie換huan。由you於yu采cai用yong循xun環huan切qie換huan方fang法fa
，若ruo兩liang台tai假jia撚nian機ji同tong時shi切qie換huan
，供gong電dian電dian源yuan不bu是shi一yi個ge電dian源yuan時shi，兩liang台tai假jia撚nian機ji供gong電dian電dian源yuan與yuUPS連接的接觸器同時閉合，兩個不同電源短路相連，發電機和變壓器出現並網（圖2）。PLC檢測是否有其它假撚機在切換，沒有其它機台切換時，UPS輸入輸出端的接觸器閉合，UPS與該機台的輸入總電源接觸器形成並聯（以下稱外部旁路開關）。

圖3

UPS的功率小於假撚機運行負荷
，在外部旁路開關斷開前
，必須將電加熱和風機電源斷開，降低負荷，保證UPS的安全運行。否則係統負荷大於UPS功率的2倍
，UPS自動斷電自我保護

，造成切換中的假撚機斷電停機
，切換失敗。電加熱和風機電源斷開後，斷開外部旁路開關，UPS已加入到供電係統中，開啟UPS。為了延長雙頭刀閘的使用壽命
，使刀閘在不帶負荷的情況下進行切換，雙頭刀閘切換前，將UPS的輸入端電源斷開， 此時切換中的假撚機已經與外部供電係統全部斷開，假撚機傳動係統由UPSdianchizuweiqitigongdonglidianyuan，weichijianianchuandongxitongdezhengchangyunzhuan
，cishishuangtoudaozhayijingkongzai，biankezaiwufuhedeqingkuangxiashunliqiehuan。qiehuanwanchenghou，jietongUPS輸入端電源，為UPS供電的電源已經更換為備用電源，電源切換完成。UPS關機後再接通外部旁路開關、電加熱和風機電源，將UPS的輸入輸出端接觸器斷開
，UPS退出切換係統
，這樣一台假撚機的雙電源切換已完成，再進行下一台假撚機的切換。

四 應用效果

該切換控製係統應用於浙江省海寧市浩遠化纖有限公司
，該公司擁有四台意大利產RPR假撚機，使用該係統前平均每月發電總時間180～200xiaoshi，shiyonggaixitonghou，kesuishizaibutingjideqingkuangxiajinxingshuangdianyuanqiehuan，tingxiandianduochangshijian，jiufadianduochangshijian，qiyezaimeiyouyinxiantingdianertingchanhezengjiawuweifadianshijian，suoduanlefadianshijian，zhenzhengshixianlelianxushengchan，meiyuefadianzongshijianbuchaoguo30小時
，每月減少發電時間150多個小時，因為發電成本是電網電費成本的兩倍多

，所以降低了企業生產成本，增加了企業經濟效益。

五 結束語

本ben文wen的de創chuang新xin點dian在zai於yu將jiang一yi個ge較jiao大da供gong電dian係xi統tong雙shuang電dian源yuan切qie換huan分fen割ge成cheng若ruo幹gan小xiao的de用yong電dian單dan元yuan，達da到dao雙shuang電dian源yuan切qie換huan目mu的de，投tou資zi小xiao

，見jian效xiao大da。隨sui著zhe我wo國guo經jing濟ji的de快kuai速su發fa展zhan，近jin年nian來lai我wo國guo部bu分fen地di區qu出chu現xian了le電dian力li短duan缺que現xian象xiang，有you一yi些xie中zhong小xiao化hua纖xian企qi業ye自zi備bei發fa電dian機ji組zu，在zai電dian源yuan切qie換huan時shi必bi須xu停ting機ji
，且qie發fa電dian時shi間jian必bi須xu保bao證zheng每mei批pi產chan品pin生sheng產chan周zhou期qi，無wu形xing增zeng加jia了le發fa電dian時shi間jian。該gai切qie換huan控kong製zhi係xi統tong就jiu是shi針zhen對dui這zhe些xie企qi業ye而er設she計ji的de。一yi是shi解jie決jue了le電dian源yuan切qie換huan時shi不bu停ting機ji保bao證zheng生sheng產chan連lian續xu運yun行xing;ershisuoduanfadianshijian，jiangdiqiyechengbenzengjiaxiaoyi。gaixitongkekuozhanzhigengduotaijianianjiqiehuankongzhi，yekeyiweiqitalianxushengchandeqiyeshixianshuangdianyuanqiehuankongzhi。