基于DCS的电动机抗“晃电”技术研究与应用.pdf

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1、精密制造与自动化2014年第1期基于DCS的电动机抗“晃电"技术研究与应用甘本德张季萌李永飚(1．中国联合水泥集团公司南阳分公司河南南阳474250；2．河南工业职业技术学院河南南阳473009)摘要随着水泥生产线的规模越来越大，晃电对生产的影响也越来越大。晃电会导致连续生产过程发生紊乱，并有可能造成严重的生产及设备事故。针对“抗晃电”技术在水泥生产中未见报道，目前水泥生产线的电控系统对“晃电”造成生产中断应对措施考虑不多的现状，介绍了在国内外的其他连续性生产行业中普遍采用专门的抗晃电继电器和抗晃电交流接触器来解决晃电问题，并对电动机

2、晃电时的各种参数和晃电故障类型进行了分析。通过对现场电动机控制线路的分析，针对不同的控制线路，在修改了相应的DCS控制程序之后，实现了电动机“晃电”后自起动，从而避免了因“晃电”引起熟料生产的中断，找到了一种解决新型干法水泥生产线“抗晃电”经济可靠的方案。关键词集散控制抗晃电技术研究应用电源“晃电”是指电网电压瞬时跌落、在1．5s闸命令和分闸命令控制，一般采用机械保持。时间之内又恢复正常的现象。“晃电”一般是由于电1．2晃电时电动机参数分析网遭受雷击、对地短路、发电厂故障及其它内外部根据电动机实际运行情况分析，假设电网容量故障原因造成

3、的电网短时故障，引起电网电压短时不变，晃电故障持续时间分别为0．5～2S，各参数随问内大幅度波动，甚至产生短时间断电的现象。晃电故障持续时间变化而变化的情况如图1所示。在“晃电”虽然持续时间比较短，但是仍会引起图1中，f为晃电故障持续时间；功电动机由晃电发连续生产的中断。以干法水泥生产系统为例，现在生到重新稳定运转时间；And1为晃电故障发生电动的水泥生产系统大多采用集散控制系统(DCS)，生机转速变化的幅度；△d2为晃电故障结束时电动机产装置的规模越来越大，连锁要求越来越高，临停转速突然变化的幅度。经过分析，各参数变化见一次损失很大

4、，而且恢复正常生产时间较长，对生表1。产质量、能耗和安全生产造成较大的不利影响。因此，生产线应尽量减少和消除“晃电”的影响就显得十分必要，而现在水泥生产线的电控系统对“晃电”造成生产中断考虑不多。由于“晃电”引起的临停时有发生，针对生产实际面临的情况探索了一种“抗晃电”的方法”。1电气控制系统简述和晃电引起的临停分析图1各参数随晃电故障持续时间变化情况1．1水泥生产线的电动机控制类型水泥生产线的电动机控制一般有直接启动、软启动、变频控制、绕线电动机转子回路串电阻启动等几大类。设有机旁、控制柜、中控控制方式，在正常生产时，一般用中控控制

5、；主回路采用交流接触器或断路器控制。交流接触器依靠电磁力吸合，其吸合保持大致的要求是：电压不小于额定电压的1．3DCS系统中的电动机控制45％，或者失压时间不大于60ms；断路器依靠合中控控制回路一般如图2所示。在图2中，RD39精密制造与自动化2014年第1期为备妥信号，表示设备处于中控控制状态，DCS键设备的白启动(修改后的电动机(风机)DCS控制可以启动；RUN为运行信号，表示设备的运行状流程如图4所示)。即电网电压超低和断电时问小于态；CMD为驱动信号，是DCS系统发出控制电动整定时间时，只要电网电压恢复正常，电动机将自机运行

6、或停止的驱动命令。动恢复原运转状态。断电超过整定时间时，电动机不能自动恢复运行，需按常规进行人工重新启动。从而保障了重要动力负荷运行的连续性和安全性。图2DCS系统中的电动机控制示意图DCS系统监控和控制设备需要通过采集设备信号，根据程序及操作员指令执行相关的动作。电动机(风机)DCS控制流程如图3所示。图4修改后的电动机(风机)DCS控制流程图3“抗晃电”的实施根据上面的技术思路，结合水泥熟料生产线的工艺特点和具体控制回路，对生产线中的电动机控制系统进行改造。3．1关键工艺设备选择根据对工艺和电动机控制特点分析，选择高温风机、尾排风

7、机、分解炉流态化风机、窑尾供料系统、分解炉煤粉供给系统、蓖冷机充气凉风机、鱼骨供风风机、HE组件风机和⋯室风机控制系统作为重点改进设备。图3电动机(风机)DCS控制流程图3．2具体实施3．2．1中压电动机DCS程序分析2“抗晃电”技术分析对于起停信号为脉冲信号的中压电动机(高根据交流电动机的运行特性分析，短时断电温风机、尾排风机)，主回路采用了断路器。当对电动机转速影响非常小。在电网电压恢复正常“晃电”发生时，只要保证在设定的时间内DCS后，立即恢复电动机运行是完全可行的，而且启动系统不发驱停命令，低电压跳闸时间大于允许晃电的冲击电流

8、较小(接近额定电流)，从而保障了重要持续时问，同时适当调整过流二段时间。对DCS动力负荷运行的安全性和连续性。程序进行修改：屏蔽掉由于晃电发生引起的备妥和水泥熟料生产线采用的DCS控制系统都配备运行信号丢失而引起的DCS