电气控制系统在烧结厂主抽风机的应用

1、中国冶金装备网一中国冶金人的网电气控制系统在烧结厂主抽风机的应用【摘要】介绍了高低压电气控制系统如何保证烧结厂主抽风机正常启动、运行及 监控和保护两台高压同步电机的基本原理。关键词主回路起动装置励磁装置 仪表自动测控PLC监控保护0引言烧结混合料在烧结机台车上经表层点火后，需在抽风负压下进行抽风烧结,使烧结过程自上而下进行，并持续到烧结终点。同时风量和负压的调整和选择对 烧结过程的进行具有决定性作用。我厂1#烧结机系统中2台主抽风机（总功率2X 6500kW是烧结最为重要的设备之一。因而对主抽风机系统进行可靠精确的控制，显得尤其重要。1主抽风机控制系统的组成1#烧结机主抽风机系统由2台风机、2

2、台功率为6500kW同步电动机拖动及相应的辅助设备组成，主抽风机控制系统按照功能组成可分： 为电源主回路及起 动装置、励磁装置、仪表自动测控和 PLC监测控制等四部分。同步电动机技术参数如下: 型号：TD6500-6/1730 功率：6500kW 额定电压：10kV 额定电流：429A 接法:丫（星点可打开） 励磁电压：111V 励磁电流：349A 额定转矩：62075N.m 主抽风机转动惯量：1400kg.m 2 2电源主回路及起动装置 2.1定子主回路：同步电动机定子主回路由高压控制柜和配电线路组成。主回路控制采用微机保护装置MMPR-330H和 MMPR-320Hb完全取代传统的继电保护

3、装置。2.2起动装置：烧结机主抽风机同步电动机起动装置采用当前国内技术含量较高 的电机水电阻软起动技术。2.2.1高压软起动装置工作原理在同步电动机电气一次主回路即定子回路串接一特制可控液态电阻，随着电机的起动，液态电阻动静极板之间的距离按预定设置自动改变，阻值呈无级平滑 减小、电机端电压均匀提高，从而降低电机的起动电流，减少电网的电压降，减 小对电网的冲击，达到电机软起动的目的；当励磁柜中的检测设备检测到电机的 转速达到电机额定转速的90%寸，发出投全压信号，液态电阻自动切除，同步电 机定子绕组星点短接，电机继续升速；当达到电机亚同步转速时，励磁柜投励, 异步起动完成，拉入同步运行。如图1所

4、示为同步电动机软起动一次接线示意图， 当起动装置PLC及控制系统得 到电机起动信号后，PLC首先控制将液态电阻接入，随着转速的上升，液阻值逐 级减小，定子电压逐步上升，随着液阻极板下降到最低点，电动机达到额定转速,星点柜短接,将液阻屏蔽，通过 PLC及上位微机控制投入励磁电流,起动过程完成。23励磁装置:3.1系统组成系统控制部分包括PLC( S7200)、GP37W2虫摸屏、微机励磁控制器三部分组成。PLC主要完成继电回路逻辑控制工作方式切换、运行时PI调节以及对外通讯等工作，GP37Wa触摸屏主要完成系统参数设置和运行时故障、工作时间、设定运中国冶金装备网一中国冶金人的网行参数信息查询，G

5、P 37W2触摸屏具有励磁电流和励磁电压录波曲线信息查看。励磁控制器里由主机MC87C5和副机AT89C51单片机组成。励磁控制器主要完成 频率测量及投励、脉冲形成、故障检测及处理。3.2系统具有三种投励磁方式当转子的转速达到电机额定转速的 95%寸（国标），立即投励磁，但对烧结机高速电机转差率必须大于95%g励磁，微机按转差率投励设定为优先级投励方 式。按转子感应电压的最小幅值投励，同步电动机在起动后，随着转速的升高,转子感应电压的幅值会愈来愈低，当此值降至相当于50周交流电压810伏有效值时自动投励，为次优先级投励。当转子转速达到电机额定转速的 90%- 96%后，微机重复检测转差信号十次

6、延时56s投励，为次优先级投励。4主抽风机系统仪表自动测控:主抽风机及同步电动机运行过程必须有准确可靠的检测手段， 检测参数的准确性 和可靠性是调节系统稳定运行的前提。4.1仪表检测范围传感器及过程检测元件采用热电阻或热电偶进行温度测量， 采用温度开关用 于温度高限报警；选用压力或差压变送器进行风量、 油压的测量，采用压力控制 器并设现场压力指示表用于低压极限报警； 采用电磁流量计测量液体流量，采用流量开关用于流量不足或断流报警。其主要检测点如图3所示:中国冶金装备网一中国冶金人的网4.2仪表自动检测及参数控制 主抽风机轴承、同步电机轴承温度检测及超温报警，超过70r发出一般报警信号；超过80

7、r发出停车报警信号，联锁停车。 同步电机定子温度检测及超温报警，超过130 C发出一般报警信号；超过145C发出停车报警信号，联锁停车。主抽风机轴承振动检测及报警，大于3.2mm/s发出一般报警信号；大于6.3mm/s发出停车报警信号，联锁停车。 同步电机轴承振动检测及报警，大于2.8mm/s发出一般报警信号；大于5.6mm/s发出停车报警信号，联锁停车。 主油箱液位上、下限报警。主油路油压及低压报警，小于 0.08MPa发出报警信号，启动备用油泵；小于0.05 MPa发出停车报警信号，联锁停车。 主油路油温上下限报警，超过 60 r发出报警信号；低于35 r，加热器工作。 油箱油温上限报警，

8、超过35r，加热器停止工作。 油冷却器进水低流量越限报警。同步电机用冷却器进水低流量报警。主抽风机进口废气负压、温度及流量检测。5主抽风机系统的PLC控制和保护：上位监控系统硬件部分由 QuantumPLC和工控机组成，主抽风机房操作室设置一监控站，实现主抽风机及其同步电机电源主回路、起动装置、励磁装置、稀油润滑、仪表监控的集中监视、操作和管理。通过光缆与主系统相连接实现数据共享，设置一远程I/O分站（隶属主系统烧结站），取消了二次仪表，实现过程参数的采集和对抽风机房同步电机的联锁控制，在主抽风机房操作室实现对主抽风机及其同步电机运行状态的监控。网络联结PLC程控及1空制线路现场总线现场总线电

9、源主回路起动装置励磁装置稀油润滑仪表监控控制系统的软件包括系统软件和应用软件。系统软件由设备制造厂家配套提供，主要用于编制应用软件和系统维护。应用软件是以随设备所带系统软件包 为平台，按照抽风机工艺要求完成起动、运行、停车和故障分闸等特定功能所编 制的软件。PLC综合故障跳闸信号设定值和运行值如下:部位温度跳闸值（度）运行值振动跳闸值（微米）运风机左侧754410035.6风机右侧754610025电机负荷侧854710023电机非负荷侧805410011.8电机定子6个点 1405259油压0.08(M Pa)0.02( MPa)PLC将以上各种故障跳闸信号综合判断比较后，输出跳闸信号，为防止故障跳闸信号的假信号，PLC进行跳闸信号的延时等处理。PLC梯形图如下:醴KhMdiI曲 厲TRff rm ma栉相血北*m n吾畀當菱沿Eiaii .亠：pit Edit 里I已w Qbjed3 臼pject Onlirw Dptna ififindrnw 且1口 口|冋蛰性|型|口占；. U II 啊1*1压讪 I 0、l亿4a_niHH Krwbaaaia-I-F