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电厂给粉机变频器低压跳闸问题解决方案
作者:    来源:    发布于:2011-03-15 10:13:42   


  IEC安全要求等级分为4级,安全性能由低到高为SIL1、SIL2、SIL3、SIL4。
  美国对SIL4只承认其存在,标准中不包括在SIL4要求下如何实施安全系统的内容。
  德国DIN V 19250及DIN V VDE0804对安全要求等级(Safety Requirement Classes)分为8级,安全要求从低到高为AK1~AK8,对应各标准的安全等级对比如表所示。
  
  大多数使用安全系统的工业应用场合属于AK4~AK6级,其中一般锅炉、加热炉为AK4级,石化、化工为AK5级。
  


  


  由图1可知,安全系统应分如下几类:
  
  满足安全要求等级AK1~AK4的Z-1、
  满足安全要求等级AK1~AK5的Z-2、
  满足安全要求等级AK1~AK6的Z-3、
  安全要求等级AK7~AK8的需要特殊考虑的共5类。
  如监视设备的功能由一般控制系统(如DCS)实现,则安全控制系统分为4类。
  
  Z-1类的安全系统可用性“一般”,一个中央CPU模块通过单总线与I/O模块相连,它与普通PLC不同之处为通过中央CPU的自我测试以及采用可测试I/O模块、失效时输出保证安全状态等满足系统安全要求。
  Z-2类的安全系统可用性“较高”,中央CPU模块冗余,其他与Z-1相同,这样允许一个CPU模块出故障,另一个CPU模块维持正常工作,这样可以在AK5级安全要求等级以下的场合,维持72h之内。
  Z-3类的安全系统可用性“很高”,结构为全冗余,即CPU模块、总线、I/O模块均双重化,在AK6级安全要求等级的场合,允许单通道操作时间不超过1h,即在此期间内将出故障的模块更换掉,即可保证生产不中断。
  只有能满足上述要求的经过安全论证的PLC系统,才能作为安全系统使用。
  本系统的安全行保障:
  直流电源子系统一次线路有完善的保护元件,二次线路有完善的整流控制器、电池检测器和分路检测器。
  SIS子系统采用工业级三相异步电机保护模块MDS-104做检测单元,保证系统的可用度;采用通过美国SIL3认证的 控制器做为控制单元,采用ABB断路器和直流接触器做单一直流回路的冗余执行单元,保证系统的可靠性。
  
第七章 系统特点

  直流电源做为变频器的后备电源,充分利用了变频器的结构特点,与交流UPS供电相比,减少了交直流变换环节和蓄电池容量,提高效率,减少电气保护环节,减少投资,且有很多其他行业的应用案例。
  取消了原方案中的静态开关导通模块(易损器件),简化控制电路和一次线路,使导通成为真正的零切换,又杜绝了因为导通模块故障引起的给粉不平衡,避免了因为导通模块阀值电压过高引起的计时不准,增加了系统的可用度。
  通过软件设置母线欠压保护阀值和计时(0.1S),使系统工作时间精确可控。
  通过SIS子系统中央控制单元的软件,区分电网晃电和变频器故障,杜绝电网晃电引起的停炉,又在变频器故障或收到相关保护信号时快速撤出直流电源。
  控制、监测单元故障以及输入、输出端子悬空断线等,执行单元都会回到安全状态--断开,提高系统的可靠性。
  系统的切换条件除欠压保护外,还可扩充过流保护、超载保护、过压保护、零序电流保护、负序电流保护、欠载保护、零序电压保护等,只需软件设置阀值即可。
  


  


  


  


  两种计时方式比较:
    电厂给粉机变频器抗晃电系统专为火电厂媒粉炉和循环硫化床(CFB)锅炉设计,附合电力行业设计标准。
    其核心部分为SIS系统,结合技术成熟的直流电源,为电厂提供安全有效的给粉机变频器抗晃电解决方案。
    该系统既解决了电网晃电时给粉机变频器跳闸引起的不必要停炉,又保障电网晃电和备自投切换时,炉膛给粉平稳。

  实施后的效果:
  1、取消大多数电厂现在对FSSS的给粉机全停逻辑2~5秒延时(这个延时期,炉膛给粉严重不稳)。
  


  


  2、理论上可以将FSSS的1、2组电源丧失信号延时做到抗晃电系统最大工作时间,因为这个时期给粉机变频器还是正常工作的。实际使用中根据电厂其他系统的抗晃电能力和备自投切换时间来设置这个延时和抗晃电系统的工作时间,一般为2~3S。
  
第八章 系统配置

  1、 电厂提供的现场条件

  炉九台,1~8号炉每台炉有2.2KW给煤粉机 8台,九号炉12台给粉机
  总计:
  电动机总数:76台;
  电动机总功率167.2KW;
  电厂提供的现有接线条件:
  一路380V/60A 3P+N+PE电源.
  被保护变频器母线电源信号。
  被保护变频器二次接线图。
  有关的工程设计条件,包括被保护变频器盘内布置图。
  

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