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3飞轮储能
UPS电源车结构飞轮储能UPS电源车主要由飞轮储能器、UPS电源、监控系统、柴油发电机、油机快速启动装置、ATS双电源控制器、配电控制柜、移动承载车辆以及平衡支撑、电动电缆线盘等组成。北京公司某品牌250kVA飞轮储能UPS电源车内部布局如图2所示。
图2飞轮储能UPS电源车内部布局图
飞轮储能UPS电源车采用VolvoFM38064RB货运车底盘,配套安装一体式方舱,车载方舱通过一个密封隔断将其分为前舱(发电机组舱)和后舱(飞轮储能UPS)。承载车发动机的排放符合国家环保排放标准要求,尾气排放量达到国Ⅳ以上标准。车头处安装工程抢险车专用黄色警示灯。另外,车辆还配备一键调平设备,保证飞轮储能UPS系统运行平稳可靠。
3.1前舱(发电机组舱)
前舱内部主体为柴油发电机组及其附属设备,发电机组功率为375kVA(备用功率),尺寸为4475mm×1410mm×2430mm,重量为4380kg。发电机组附属设备主要包含以下部分:1)进风口:在车身侧壁设置进风口,采用电动消声百叶。并设置消声通道,使进风口无直达声波向车厢外辐射。2)排风口:采用迷宫式排风通道,并且采用前部排风方式,使出风口无直达声波向车厢外辐射,并设置排风消音箱。3)排烟口:排烟口是发电机组噪声最高的地方,在管路中间加装了高效消音器,使噪音减少35dB左右,并且采用顶部排烟的方式,进一步减小噪音。4)发电机组辅助启动单元,利用飞轮所储存的动能为原动力,经过整流元件,在发电机组蓄电池故障的情况下,为发电机组提供紧急启动电源(在24V直流下高达1725A),提高发电机组启动可靠性及稳定性。发电机组舱两侧设有舱门,开启角度为180°,侧门处各设置挂梯一套,便于人员上下车操作设备及取用应急工具。舱内顶部安装AC220V防爆照明灯。
3.2后舱(飞轮储能UPS)
后舱主设备为两级ATS切换柜、双变换UPS柜和3组电缆绞线盘,两个ATS柜与双变换UPS柜对面放置,中部为工作人员操作区。双变换UPS容量为250kVA,尺寸为1981.2mm×1488mm×863.6mm,重量为2588kg。两级ATS将飞轮储能UPS电源车的输入电源端口扩展为3个,提高供电的可靠性。双变换UPS柜为飞轮储能UPS电源车主体设备,主要作用为外电源切换期间针对重要负荷提供不间断供电。电缆绞线盘采用独立DC24V电驱动,顶部安装AC220V照明灯和DC24V应急灯。舱后部为双开后门,开启角度270°,后门下安装抽拉梯1套,方便操作人员上、下车。另外,前舱内发电机组与双变换UPS主机之间选用机车专用柔性电缆连接,上部整体铺设工作台面,既可以保护电缆,也有安全防护作用,同时达到了舱内整洁、美观。电缆绞盘分为三组,两进一出,可根据现场保电工作重要级别选择输入电源的数量。同时为方便工作时输入和输出电缆连接,采用快速连接器,以便于与现有应急保电设备兼容使用。根据双变换UPS主机输入、输出额定电流要求,同时参照快速连接器的安全电流技术指标,共采用12套大功率快速连接器,分为飞轮储能UPS电源车输入和输出两部分别安装在方舱后部左右下面的下围箱内,快速连接器通过专用柔性电缆与设备舱内部的配电柜输入、输出端可靠连接。
4飞轮储能UPS电源车工作原理
图3飞轮储能UPS电源车电气接线图
飞轮储能UPS电源车电气主接线如图3所示。飞轮储能UPS电源车采用3路电源输入(市电1、市电2、柴油发电机组)的多重冗余供电方式,最大程度地增加供电可靠性,其中电源优先级设置为市电1>市电2>柴油发电机组。输入市电(市电1或市电2)正常时,市电一方面通过市电转换器和飞轮转换器给飞轮充电,将电能转化为机械能;另一方面利用内部滤波电抗器和市电转换器构成的有源动态滤波器对市电进行稳压和滤波,确保向负载提供优质电能。当市电异常时,首先由飞轮转换器和市电转换器将储存在飞轮储能装置里的机械能转化为电能,不间断地向所带负载提供高品质电能。柴油发电机组监测到市电异常信号以后,在6-8秒内完成启动,并输送电能至负载。
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