电渣炉变频电控系统的调试与故障排除

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1、电渣炉变频电控系统的调试与故障排除　　摘要：本文（主要）介绍了变频器在电渣冶炼炉的应用、调试与故障排除，并简述了笔者对电渣冶炼炉电气控制系统的调试与对故障排除的心得。　　关键词：电控系统；变频器；调试及故障排除　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.034　　0前言　　电渣冶炼炉是冶金行业铸钢的一种大电流，低电压的设备（见图二及附录一），设备要求冶炼电极的上下移动能有大范围平滑调速，并具有良好的起动、制动的控制性能，以满足冶炼电流的稳定来提高生产钢锭的质量。　　旧电渣炉电路中选用具有较大范围可调压的

2、单相桥式可控整流电路及调速性能较好的直流电动机来控制冶炼电极的上下移动，基本上能满足控制要求。但由于旧电渣炉控制电路较为简单，长期处在高温、多尘的环境、长时间工作、频繁操作、操作过程复杂、耗能大、加之直流电动机的换向缺点使电渣炉控制电路故障多，以及该不能自动控制冶炼电极上升等缺点导致生产钢锭的质量差。所以，对于保证电渣?t的正常生产、提高钢锭质量、减少电能的消耗、增加效益、减少废次品及保证科研工作正常进行，电渣炉变频电控系统的应用有着很重要意义。　　1电渣炉的电气设备和线路简介　　电渣炉的电气线路有：主回路，保护回路和信号指示回路，计量电

3、路，变频式电极升降自动调节控制电路等。　　1.1电渣炉的主回路　　其主要部件有进线隔离开关1DK（型号HD13―1500/20），负荷开关1ZK（型号DW10―1500/3），电炉变压器（HD―630/0.38）和短网等。　　（1）电炉变压器：是电渣炉炼钢的主要部件。其工作特点是二次电流很大（HD―630/0.38I2N=12000A）并通过一次侧通电线圈的匝数来改变二次侧电压等级，这种方式摒弃了传统的在二次侧进行抽头变压的供电方式，简化了控制电路（如果在二次侧进行变压控制，则需要大容量的开关控制）。　　（2）短网：如图1所示：主要由矩形

4、铜母线排、水冷电缆、水冷铜管、电极夹头等部件组成。在冶炼时短网的正常电流大（8KA左右），安装时必须牢固可靠。　　1.2电渣炉主回路的保护装置　　为了减轻或避免因设备故障和非正常工作状态对人身和设备造成的危害，本电路中装有以下几种保护装置：　　（1）瞬时动作的故障短路保护装置和反时限过负荷保护装置。　　（2）电渣炉变压器的气体保护装置。　　如图2所示：图中：主回路的过负荷及短路保护分别由1ZK的瞬时过流脱扣器LJ1和长延时过流脱扣器LJ2完成，具体控制原理如下，当电渣炉变压器电流过大时，瞬时过流脱扣器LJ1或长延时过流脱扣器LJ2线圈吸合

5、，其瞬时过流脱扣器LJ1的触头或长延时过流脱扣器LJ2的触头闭合，使KA2线圈吸合，其触头闭合，接通1ZK的分励线圈，负荷开关1ZK断开，切断电渣炉变压器电源，起到过负荷及短路保护功能。当变压器油箱内部发生故障时，其产生足够气体时，气体继电保护（瓦斯继电器）触头SP闭合，使KA2线圈吸合，其触头闭合，接通1ZK的分励线圈，负荷开关1ZK断开，切断电渣炉变压器电源，起到变压器故障保护功能。　　1.3变频式电极升降自动调节控制电路：　　该电路是电渣炉电气设备的重要部件之一，它对提高炼钢的质量减少电能的消耗，使电渣炉获得较高的生产率起着极其重要

6、的作用，也是衡量该电渣炉自动化水平高低的重要标志。　　该电路主要由电压取样环节，电流取样环节，比较放大和控制环节，稳压电源，变频器，控制电机，报警和转换装置等组成。　　（1）电压取样环节（见附图所示）。　　电压取样环节的电压输入取自于电渣炉变压器的二次侧，经300Ω电阻及4*2CW134稳压管进行分压与限幅后输入10伏电压，经YY-1后输出4伏直流电压。四个稳压管采用反串联联接，是限制了变压器二次侧电压不管是45伏还是55伏其YY―1输入电压都是10伏。　　（2）电流取样环节（见附图所示）。　　电流取样环节的电压输入取自于电渣炉变压器二次

7、侧电流，经电流互感器TA（LYM―0.515000/5A）取出约0.1～0.2伏的输入信号，输出直流电压约0.3～0.4伏（113―GND）。111端与内电阻是整定标准电流和冶炼电流的最大值，在整定冶炼电流的最大值时需考虑变压器的额定电流。　　（3）比较放大和控制环节（见附图所示）。　　将电流取样电路中的输出电压进行比较后放大实现输出信号高低和控制触头的通断，实现对变频器的控制。即：当UV-UIU整时，则说明冶炼电流较小，需控制电极下降以增加冶炼电流达到设定值，达到保证冶炼电流的稳定。　　（4）变频器：是电路的核心控制器件。本电路中采用了

8、富士E9S的变频器，该变频器采用单相输入、三相220V输出。具体接线如附图所示。　　附图中控制变频电机的下降（上升）（3J复位）速度及上升或下降方向的信号由比较放大和控制环节的输出信号提供，当