高低压电机

高低压电机（共6篇）

高低压电机 篇1

随着电气工业的不断发展, 对绝缘材料提出了更高更严格的要求, 特别是绝缘浸渍漆, 从有溶剂、少溶剂到无溶剂浸渍漆;从B、F级通用到F、H级通用浸渍漆, 新产品不断涌现。在绝缘处理方面, 从普通沉浸、连续沉浸、滴浸、滚浸道真空压力浸渍, 新工艺层出不穷。这对绝缘浸渍漆提出了新要求-通用性。研究多用途、多功能的绝缘浸渍漆成为一个重要的发展方向。本文以哈尔滨庆缘电工材料股份有限公司生产的H9110不饱和聚酯亚胺无溶剂浸渍漆为实例, 介绍高、低压电机通过的F级无溶剂浸渍漆的性能要求、老化评定试验以及在低压电机、高压电机上的应用情况。进一步阐述应用高、低压电机通用绝缘浸渍漆的重要意义。

1 主要性能

1.1 基本情况

H9110浸渍漆主要由不饱和聚酯亚胺树脂和活性稀释剂苯乙烯组成。具有良好的机械、电气性能和耐水、耐溶剂、耐酸、耐油性能及耐热带气候性。耐热等级F级。属于快固化型浸渍漆, 150℃下1小时完全固化。储存期长, 室温储存期超过1年, 若定期补入10%的新漆, 可无期限使用, 达到了国外同类产品的水平。该产品适用于中心高355mm以下标准电机、大型特殊电机以及配电变压器绕组的浸渍绝缘处理, 可常压浸渍、滚浸和真空压力浸渍。与中胶粉云母带、少胶粉云母带配合, 可适用于中型高压VPI绝缘结构。

1.2 常规热老化评定

试验方法标准:GB11026.1-89

将H9110浸渍漆制成玻璃漆布, 随着老化时间的延长, 其曲面电极法电气强度逐渐下降, 电气强度下降至12MV/m为失效标准。曲面电极法常规热老化的温度指数TI为156。常规热老化的结果表明, H9110不饱和聚酯亚胺无溶剂浸渍漆的温度指数大于155, 可以满足F级绝缘结构的要求。 (见表1)

2 H9110漆与Ls oLa公司3308漆的对比

通过H9110漆的红外光谱、核磁共振氢谱分析结果表明, H9110漆和3308漆均属聚酯型材料。从红外光谱方面看, 两种漆是完全一样的聚合材料;从核磁共振氢谱方面看, 两种漆的分子结构极为相似, 只是在侧链基团方面有少许差别。通过性能对比, 可以说明H9110浸渍漆的综合性能已接近国际先进水平, 其高、低压通用性又能够满足国内电机生产厂家的特殊要求。

3 应用情况

3.1 在低压电机上的应用

绝缘浸渍漆及其处理工艺在低压电机绝缘结构中的主要功能是增强绕组线的整体性, 保护绕组, 使其免受潮气、尘埃、化学污物的侵蚀和机械振动等影响。H9110浸渍漆在小型防爆电机上的应用试验, 由南阳防爆电机厂完成。

3.1.1 绝缘结构

电机型号:YB90L-1.5W-4P防爆电机 (8台)

绝缘等级:F级

导线:QZY-2聚酯亚胺漆包圆铜线

槽绝缘和相间绝缘:NMN符合箔

槽楔:3240环氧层压板

引接线:JFE-500

3.1.2 绝缘处理工艺 (普通沉浸工艺)

绝缘结构按如下工艺处理:

定子式样经浸烘后绕组漆膜均匀, 导线粘结较好, 绕组形成牢固整体。

3.1.3 型式试验结果

电机绝缘电阻:合格

定子绕组温升:合格

40℃交变湿热12周电阻耐压值:合格

以上试验表明H9110浸渍漆完全可以满足F级低电压绝缘处理工艺及性能指标的要求。南阳防爆电机厂实行一罐多用的生产方式, 即在φ4.2m的真空压力浸渍罐中用H9110浸渍漆进行低压电机定子绕组的普通沉浸和真空压力浸漆;采用中型高压中胶VPI绝缘工艺生产的YKS500-2 (4000kW、6kV) 、Y710-4 (3200kW、10kV) 等高压电机均通过了厂的形式试验, 这是高、低压电机通用F级无溶剂浸渍漆应用的典型实例。

3.2 在高压电机上的应用

H9110浸渍漆在中型高压电机上的应用试验, 由北京电机总厂完成。

3.2.1 电机定子主绝缘的制造

电机型号:Y3556-6 (250kW、6kV、F级绝缘结构)

导线:1.58×5.4SBEMS-40155-1YSFIN

绝缘前直线部分截面尺寸:5.4×20.54

绝缘后直线部分截面尺寸:9.2×24.4

绝缘厚度:1.9 (9547-1少胶粉云母带0.13×25半迭包7层, 外包0.1厚无碱玻璃纤维带) VPI工艺过程:定子铁芯预热120℃, 4h, 冷却至80℃放置浸渍罐中。抽真空, 真空度小于100Pa, 保持真空3h, 输漆。加压至0.5Mpa, 保压4h, 降压, 回漆, 滴漆, 出罐, 烘焙155℃, 10h。

3.2.2 试验项目及结果

二台电机均通过厂的形式试验, 各项考核指标合格。同时对三支试验线圈进行了电气性能测试。应用试验结果表明, H9110浸渍漆9547-1少胶粉云母带的相容性良好。根据JB/T50133-1999标准, 常态、155℃介质损耗、瞬时工频击穿电压均达到优等水平。制得的主绝缘具有优良的电绝缘性能, 可以满足中型高压电机制造工艺和电气性能的要求。

由于模拟槽与线圈有气隙, 造成个别线圈介质损耗增量偏大。而后又制造了二台Y4501-4电机 (355kV、10kV) , 均通过厂的质量检测, 各项指标合格。北京电机总厂的工艺文件要求VPI罐中H9110漆每月必须更换10%新漆。所以, 在VPI罐附近建立了一个普通沉浸漆槽, 与VPI罐串接, 当无连续高压电机生产任务时, 定期将H9110漆放入普通沉浸漆槽, 用于Y2系列和NEMA系列等低压电机的绝缘处理 (烘焙条件为155℃4～6h) 。这样既可以保证高压VPI浸渍漆的质量稳定性, 又不会造成浪费, 还有利于生产管理, 同时提高了低压电机的质量。这是高、低压电机通过F级无溶剂浸渍漆在实际生产应用中有代表性的实例。

结束语

高、低压电机通用的F级无溶剂浸渍漆即可以充分满足F级中型高压电机绝缘结构的性能和工艺要求, 又适用于低压电机的绝缘处理, 特别是烘焙工艺和销售价格是决定F级无溶剂浸渍漆是否具有高、低压电机通用性的重要因素。H9110不饱和聚酯亚胺无溶剂浸渍漆通过常规老化、常温电老化评定, 经过南阳防爆电机厂和北京电机总厂多年使用, 以其优异的绝缘性能, 良好的工艺条件, 适中的销售价格, 成为高、低压电机通过F级无溶剂浸渍漆的典型代表。

今后, 发展多用途、多功能的绝缘材料将成为一个重要的研究方向。这是绝缘材料工作者们又提供了一个新的研究领域。

高低压电机 篇2

传统步进电机的驱动器大多数为恒压驱动,只需要对足够大电流进行开关处理,这种驱动电路具有简单、价格低廉、控制简单等优点,但是该驱动系统中的功率管具有发热量大,电机震动大,电机转速慢等缺点。而步进电机的性能和运行品质在很大程度上取决于其驱动电路的结构与性能,为了解决上述问题,本系统设计了高低压步进电机驱动器,由高压电源与低压电源相结合驱动步进电机,从而大大降低了功耗,减小了电机在运行中的震动。为了保证步进电机系统运行的可靠性和安全性,本系统采用了过压保护和过流保护,大大增强了电机的可靠性[1]。

1 系统总体方案及工作原理

高低压步进电机驱动器系统由功率管控制电路、高低压电源、单片机系统等几个部分组成,如图1 所示。

本系统采用高压电源与低压电源相结合驱动步进电机,由单片机控制驱动器来控制步进电机的转动[2],系统实时采集步进电机电流大小,进行负反馈,从而实现系统高低压自动切换,保证了系统的可靠性。

2 控制系统及其硬件设计

控制系统主要由单片机电源模块、高压电源模块、单片机系统、高低压驱动模块、码盘模块和A/D采样模块等组成,如图2 所示。

2. 1 电源模块

一个稳定可靠地系统离不开一个稳定的电源模块。由于步进电机所处的环境具有噪声高、干扰强等特点,为了保证电源的可靠性,降低单片机电源所受干扰,本系统设计了一款性能好、可靠性高的稳压电源,并且充分考虑各种使用环境,如图3 所示。其工作原理如下,220V经过电磁干扰滤波器进行滤波处理后进行整流输出到变压器,为了增加变压器的可靠性,由C2、R5、R6、D2 和初级线圈组成的回路部分形成尖峰电压吸收回路,使得变压器储存在线圈的能量得以释放,避免开关管Q1 在截止瞬间被初级线圈产生的过高反向电势所损坏。为了输出一个稳定的12V电源,在输出端中实时采集输出电压进行负反馈。考虑到初级线圈具有较高的噪声,而不影响输出电压,系统采用光耦隔离进行反馈。当反馈电压过高时,光耦导通,PT2201 反馈端输出低电压,PT2201 关闭输出。从而保证了系统电源的稳定性,实现了过压保护等功能。由于系统所需要电源电压为5V电源。变压器副边线圈产生稳定的12V电压时,再由LM2576 输出稳定的5V电压提供给单片机[3]。

2. 2 高压电源模块

在步进电机运行过程中,高压电源的稳定性对步进电机运行时震动的大小起到至关重要的作用,为了增加电机使用寿命和降低电机的震动,本系统设计一款高压稳压电源,如图4 所示。

其工作原理如下,三相电经过整流滤波电路后,由IRF840 组成的半桥电路控制电压的输出[4]。稳压电源输出电压的大小通过调宽电压大小来决定输出占空比,TL494 调宽电压与输出占空关系如图5 所示。通过调节TL494 输出占空比来决定功率管的导通和关断,TL494 是一种固定频率脉宽调制电路,他内部集成脉宽调制电路,同时片外只需要2 个电阻电容既可以产生线性锯齿波,TL494 片内同时还集成5V的参考电压,从而大大减少了片外的外围器件,由于TL494 内置了功率晶体管,所以TL494 可以提供500m A的驱动能力,因此TL494 广泛应用于半桥式开关电源。为了保证电源的稳定性,本系统由T4 变压器采集输出电压,在经过整流滤波后反馈到TL494。当反馈电压过高时,TL494 关断功率管,从而降低了电路的输出电压。

2. 3 高低压驱动模块

由于系统运行于高速状态,为了保证系统的实时响应能力,文中系统设计了一款高速响应驱动电路[5],其单项驱动电路如图6 所示。当系统启动时,由单片机引脚输出高电平启动步进电机,然而步进电机运行时具有较强的干扰性,为了保证单片机系统运行的可靠性,系统采用光电隔离驱动步进电机,当单片机引脚输出高电平时,光耦4N25 导通,使得GNB输出高电平,从而触IFRP450 功率管;由于单片机控制端输出高电平,使得三极管V206B处于导通状态,LM33 9 的副端电压降低,因此LM339 输出高电平,在经过三极管和光耦的转换,功率管IRF9640 导通,从而高压电源驱动步进电机。由于步进电机处于高速运行状态,如果仅是使用单片机采集电机导通电流,不能实时电流负反馈,因此本系统采用硬件保护机制,通过采集R22 电阻上的电压来采集电机中的电流,当电机电流过大时,三级管V207B导通使得光耦U10 导通,LM339 正端输入电压降低,LM339 输出低电平,关断IRF9640 功率管,从而使得电机处于低压状态运行。

3 软件总体框架设计

一个好软件的总体框架对于可靠的系统是至关重要的[6],在编写好软件框架后,依次对各模块进行编程,在各模块实现相应的功能后,再将他们整合到程序中,从而大大降低软件编写难易程度,同时为后期维护难易程度创造了必要的条件,这种编程设计的好处就在于易调试和易维护,软件框架如图7所示。

系统采用ATMEL公司的ATmega64 作为CPU,软件主要实现的功能包括: 按钮按键采集,拨动按键采集,数码管驱动设计和电机的控制。掉电时,将一些重要的数据储存到单片机自带的EEPROM。

4 系统测试

根据上述内容,本文设计了高压稳压电源和步进电机驱动器系统,如图8 - 9 所示。为了便于测试高压电源,TL494 反馈端与调宽输入端连到不同的滑动变阻器上,通过调节反馈电压和调宽电压的大小,来模拟电源的运行状态,当电源电流大于7A时,TL494 截止,实验结果表明,高压稳压电源满足步进电机工作电压和电流要求。同理,在步进电机驱动系统测试中,测试了系统相应的参数,实验结果表明该系统满足设计要求。

5 结束语

本文提到的基于AVR的高低压步进电机驱动器系统,分别从系统的硬件设计和软件设计阐述了其设计思路,系统最大优点就是解决了传统步进电机驱动器必须对足够大的电流功率管进行开关处理,电机运转速度比较低,电机震动大,且容易导致高频干扰。文中采用高低压驱动步进电机,降低了功率管的功耗,从而大大增加了系统使用寿命,为步进电机提供了一种高效可靠的方法。该步进电机驱动器并非完美,但是系统的安全性能高,电路设计简单,具有较高的推广应用价值。

参考文献

[1]孙建忠,白凤仙.特种电机及其控制[M].北京:中国水利水电出版社,2005.

[2]王玉琳.三相反应式步进电机的一种实用驱动器[J].电力电子技术,2005,39(3):71-72.

[3]王兆安,刘进军.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2010.

[4]谢春林.电压驱动型脉宽调制器TL494[J].国外电子原件,2001(2):66-67.

[5]康晶.采用反馈控制的步进电机高低压驱动电路[J].电力电子技术,2003,37(1):61-62,65.

高低压电机 篇3

1 DCS在化工装置中应用的重要性

DCS (Distributed Control System) 中文名为分散控制系统, 是以微处理器为基础的, 利用控制功能分散、显示控制集中等实现新一代的仪表控制系统, 使系统得以升级及优化, 可为化工生产企业带来较大的方便, 最终促进企业的发展。

在化工工业中, 化工装置设备作为重要组成部分, 起着重要作用。过去几十年其化工设备的监控系统均采用CMCC技术, 曾一度提高了设备运行的安全性, 降低了设备的维修成本, 实现了化工装置的低压电机监控。然而, 长期使用该技术, 逐渐暴露出缺点, 如:CMCC电机的控制中心会因为一个站点的失效, 进而导致整个监控系统的瘫痪, 严重影响化工设装置的正常工作。为此, 采用DCS技术能够较好的解决这一问题, 加上报警提示音、应急短信、无线监测技术的发展, 为其建设提供了较为有利的数据条件, 最终可提高系统的整体性能, 给化工人员的工作提供了便捷, 提高工作效率, 节约资源。

2 DCS的化工装置低压电机监控设计

2.1 设计思想

将DCS技术应用到化工装置电机监控系统中, 则需要将运行的状态信号输送到DCS的显示模块中, 这样一来, 便于工作人员及时查看化工设备运行情况, 及时发现异常情况, 给予解决措施。要想实现这一目的, 则需实现电机监控软件以下几个功能:首先, 对电机的运传进行手动或自动切换、操作;其次, 实现对低电机的监视及操作;再次, 实现软件连锁功能;最后, 遇到故障时可实现自动切换操作。其中软件连锁功能主要适用于受到过程参数控制的低压电机, 此类电机若不满足连锁的相关条件, 就无法通过DCS来实现自动的监控及启动。对于化工装置低压中控制回路则采用模块化思想, 根据电机监控的实际情况, 选择不同的模块, 利用该模块, 实现自动监控, 提高监控效率。

2.2 设计方法

首先, 监控硬件设计。以某化工装置低压电机为例, 其硬件实现如下图1所示, 在图中, 利用DCS技术后, 仅仅需要将电机的信号输送到A1-K10中, 将停止电机的信号输送到相应位置, 其中A1-K13则可接受来自于DCS的连锁信号, 返回电机所运行的信号则采用A1-K14来完成。最后, 监控软件设计。该电机的软件分为几大模块, 各个模块具有自己的特点, 如:标准模块主要用来控制数字的输出等;编制模块则对电机进行控制;电机连锁模块则用于连锁条件及状态显示;还有数据存储模块则用来对数据进行存储;另有输入或者输出数据信号的模块。当电机运行时返回的信号通过DCS将其输送到其他模块中, 并将返回的信号时间与预设时间进行对比, 从中显示出故障信号, 一旦发现故障, 其中一模块则会自动断电, 将自动模式转变为手动模式。

2.3 设计改进

通常情况下, 利用DCS设计时, 往往需要对各个方面进行综合考虑, 并对其作出及时的分析。低压电机通过DCS来实现自身对电机的监控;实现对工程师的远程离线切换;实现在线升级电机的监控软件;并排除所有的故障, 实现操作消除等, 通过这些方面的实现, 达到更好的监控作用。另一方面, 化工装置低压电机监控系统并不是孤立的, 而是相互联系的, 通过利用工作人员对其进行切换, 实现数据的转换、电压监控装置及服务器的转换, 最终相应的减轻控制器的通讯压力。

3 结束语

化工装置是化工设备的重要组成部分, 尤其低压电机的使用对化工生产有着重要意义。由于传统的CMCC技术不能较好的实现监控, 加上控制技术的不断发展, 本文特提出了基于DCS的化工装置低压电机监控系统, 应用DCS能够提高监控性能, 节约化工资源, 降低设备维护成本, 最终提高化工企业的经济效益。

摘要：近几年来, 随着我国社会经济的不断发展, 化工业作为一种实体经济, 在我国国民经济发展中起到一定的促进作用, 尤其化工业炼油业务在国内外得到了突破性发展, 其化工设备也在不断完善中, 如何完善化工装置低压电机监控系统是当前亟需解决的课题。本文首先阐述DCS在化工装置中应用的重要性, 然后分析其监控设计, 以望对后期的化工装置低压监控设计工作起到参考依据。

关键词：化工装置,低压电机,DCS,监控设计

参考文献

[1]于航宇.DCS在化工装置低压电机监控设计中的应用[J].信息技术.2013, 11 (7) :63-64

[2]王伟.电气系统纳入DCS监控的几点探讨[J].中国新技术新产品, 2012, 02 (10) :123-124

高低压电机 篇4

1 PMC550低压智能电机保护器的应用背景

1999年红磷分公司27万t/a硫酸装置建成投产。本装置的低压配电系统采用抽屉式配电柜,电机保护采用热继电器,测量表采用指针式表针。在生产中发生过多次误动作和拒动的现象,导致装置停车和电机烧坏的严重后果。这是因为热继电器动作曲线和电动机实际保护曲线不一致、调整误差大、功能少、重复性能差、易受环境温度的影响误动或拒动;在红磷分公司所处的开远市,到夏季时温度高,而配电柜采用的又是抽屉式配电柜,散热性能不好,误动作次数多。同时,热继电器功耗大、性能指标落后等缺陷,不能实现智能化监测与控制。

为了提高整个供电系统的可靠性,确保设备安全可靠运行,本公司决定采用PMC550智能电机保护器代替热继电器。配电测量回路采用PMC530A智能测控表,并用PecStar软件作为后台监控系统。所有电气设备的监测、控制通过通讯的方式引入后台进行监测和控制,实现集中监控。到DCS系统的测量、显示、状态采用PecStar后台软件提供的OPC功能,用以太网通讯的方式引入。

2 PMC550智能电机保护器的原理及特点

2.1 PMC550智能电机保护器的原理

PMC550低压电动机保护器采用32位高性能工业级微处理器及专用集成电路,直接采样三相交流电流、三相交流电压、热电阻值、剩余电流值、接地电流等信号,通过对电动机运行过程中的各种运行状况和采集的电量数据进行判断和运算处理,实现短路、过载(反时限)、堵转、欠载、不平衡、过负荷(过流)、接地、tE时间、欠压、过压、欠功率、超时、AI输入、外部故障、电压断线告警、剩余电流等的保护,保证安全生产和连续运行[1]。同

时,此保护器融合了先进的网络通讯技术,与接触器、软启动器、塑壳断路器等配合,为低压交流电机回路提供了一整套集控制、保护、测量、计量和通讯于一体的专业化的解决方案。

2.2 PMC550智能电机保护器的特点

①保护器内置丰富的保护功能,仅需简单选择即可实现保护的投入或退出、报警或跳闸功能。

②具有“AI输入保护”。通过变送器输入4～20 mA电流信号,可实现温度信号、压力信号等各种AI标准信号的输入量保护,能自动判别起动过程,有效区分起动电流和故障电流。

③ 具有抗晃电和自起动功能,在短时晃电现象不影响生产工艺过程的连续性。

④测量参数齐全,并具有强大的变送器功能和网络通讯功能。

⑤内置直接起动、正反转起动控制、双速控制、降压起动、软起动配合、大电机辅助控制等控制方式,仅需简单设置即可实现不同控制功能逻辑转换,灵活性和通用性强。

⑥ 保护器内可存储最新的64次故障参数和信息,故障记录带有时标功能,记录故障发生的年月日时分秒。

⑦ 维护管理方便,显示故障参数、报警信息、状态指示、电动机起动和运行信息、接触器故障跳闸操作次数等,便于故障分析,生产效能统计及有选择地合理检修。

3 PMC550智能电机保护器的应用

3.1 控制原理

电路的电流采集用穿芯式电流传感器,电压信号通过空气开关直接引入保护装置。保护器的一对输出触点串入接触器的控制回路,另一对输出触点并入启动按钮的两端。通过对触点各种功能的控制来实现电机的启动、停止和保护动作后的跳闸功能。通过保护器的一个DI触点的输入信号来切换“本地/遥控”功能,实现现场和集控室操作权限的转变。PMC550在27万t/a硫酸装置电机保护器上的基本控制电路如下图1所示。

3.2 保护设置及参数

1) 短路保护

主要是防止电动机相间短路时造成严重的后果而设置的保护功能。设置值取电机启动电流的1.5倍,出口方式为跳闸。

2 )堵转保护

主要是保护电机在运行的过程中,如果负荷过大或机械原因电机轴被卡住而烧坏电机。保护值设置为电机额定堵转电流的一半,堵转时间设置为电机参数允许堵转时间的0.9倍,出口方式为跳闸。

3)过负荷保护

保护电动机长时间过负荷运行造成电动机过热、绝缘下降而缩短电机的使用寿命或烧坏电机。设定值为电机额定电流的1.2倍,出口方式为跳闸。由于考虑到装置中部分设备在未做好相应准备工作时,跳停后的影响较大,同时电机也具有一定的过载能力,因此,对相当重要的电机过负荷的设定值为其额定电流的1.1倍,出口方式为报警。出现报警后由相关人员根据实际情况来进行处理。

4 )起动时间过长保护

各电机保护设定值不一样,根据所带负荷情况设置,如在设定时间内不能启动电机,保护出口作用于跳闸。

5 )缺相保护

防止缺相而烧坏电机,设定延时为30 s,保护出口作用于跳闸。

6)

同时还设了三相不平衡、欠压等保护,这些保护只作报警而不跳闸。

4 采用PMC550保护器与PecStar后台软件组合监控

由于配电设备数量多达45台,因而采用单网单机的分层分布式结构,分为设备层、通讯管理层、主控层。由于保护器、线路测控装置、阳极保护控制器、电容投切控制器等设备均带有RS-485通讯口,因此,采用RS-485总线通讯方式来连接各设备。采用Modbus规约[2],所有设备通过屏蔽双绞线直接接入PMC1380智能通讯管理器,到通讯管理器每一个回路中设备的通讯地址设置都不相同。通讯管理器采用以太网通讯方式,以 TCP/IP协议与监控主机通信[2],从而实现对所有连接的电气设备进监控,其网络布置图如下图2所示。

为了进行合理配置,达到最佳的通讯速度和性能,将所有电机保护器分成二路,通过RS485通讯接口引入PMC1380通讯管理器。装置的供电回路智能测控表、电容补偿柜、阳极保护通过RS485通讯,按图2分成几组分别引至通讯管理器。通讯管理器采用以太网的方式联接到后台监控的计算机上。需要在DCS上实现监控的信号利用后台的PecStar软件提供的OPC功能通过以太网连接到DCS的交换机上实现。其电流、状态信号通过监控系统提供的OPC功能传送到DCS系统。

设备接入后台后,通过各设备的通讯地址可以读取设备存储在内存中的所需参数,再利用PecStar软件的功能来实现对各设备的数据采集、记录、越限报警、故障录波、事故追忆与分析、工作状态的监视和控制等功能。

5 应用后的效果

1 )从2009年4月改造投用至今,未出现一次保护器误动和拒动现象,也未烧坏一台电机。

2) PMC550智能保护器具有全电量测量功能,可以测量三相电流、三相电压、有功电能、无功电能、有功功率、无功功率等的功能,可方便实现对单台设备的能耗测量,节约以前测量用的电流互感器、电流表的费用。同时,为满足节能降耗要求100kW以上电机需单独进行计量的要求,节约了单独安装计量设备的费用。

3) 利用PMC550低压电机智能保护器提供的通讯接口,采用RS485、PROFIBUS、CAN等通讯方式,通过网线或光缆通过通讯管理器引入后台,利用PecStar监控软件的功能实现集中监控,提高了自动化控制水平,降低了劳动强度。

4) 通过PecStar软件提供的OPC功能引入DCS系统或公司现有的数据采集系统,从而实现只要有网络的地方就可以监测公司所有安装智能保护器的设备运行情况,大大提高了自动化控制程度。节省了实现DCS监控所需的AI、AO、DI、DO模块及变送器、购买点和用硬节点连接所敷设电缆的费用及施工费用。如以后新增设备只需并在原来的通讯回路即可,实现简单方便。

5) PMC550智能保护器的运行维护管理功能提供的状态信息、故障分析参数、电机管理信息便于了解电动机的运行情况,统计生产能效以及协助管理人员实现更经济合理的维护管理,从而真正实现计划性维护、维修,大大降低设备的维护费用和劳动强度。同时,也提高了设备的运转率。

6 结束语

采用PMC550低压智能电机保护器,将电机保护、控制、通讯、测量、故障追忆结合在一起。实现了集中监控,提高了自动化控制程度,降低了设备的故障率,延长了电机的使用寿命,减少了维护成本,确保了设备的安全可靠长周期稳定运行。自改造投运至今,不仅减少实现设备监测与控制所需的硬件费用,避免烧坏电机产生的维修费用,还提高了设备的运转率,也为公司今后提高整体的自动化控制程度打下了良好的基础。

参考文献

[1]深圳中电.PMC550低压电机保护器用户手册[M].深圳:深圳市中电电力技术有限公司,2008.

高低压电机 篇5

低压过流保护作为发电机保护和相邻设备的后备保护, 是电力设备继电保护的最后一道防线, 其地位非常重要。但对于单机端电压源的自并激静态励磁方式, 发电机故障电流会在故障开始后迅速衰减, 以致通常惯用的定时限过电流继电器会在延时未到时由于电流的衰减而返回, 造成保护拒动。以某发电厂其中一发电机为例, 改发电机增容改造后, 励磁方式采用静态自并激励磁方式, 而与其组成同一单元的另两台发电机采用的是直流励磁机的自励式励磁方式。为了解决低压过流保护在故障电流减小后过电流继电器返回保护不出口的问题, 提出了保护方案。

2 自并激励磁发电机故障电流的特点

自并励励磁方式是指机组的励磁电流由机组的出口母线经励磁功率变降压由可控硅整流后提供, 采用这种励磁方式具有响应速度快、调节迅速等特点。但这种励磁方式在系统和机组本身发生故障而使机端出口母线电压下降时, 提供给发电机的励磁电流同时也迅速减少, 从而使故障电流迅速衰减, 如图1所示。

3 静态励磁机组中低压过流保护的实现方案

由于这种励磁方式下, 定子电流衰减很快, 而低压过流保护的延时时间常需取数秒以上, 所以在采用图2所示的传统的低压过流保护逻辑方式时, 过电流元件I>将在故障电流衰减至继电器的动作电流整定值乘返回系数时返回, 由于此时还未到时间元件T的延时定值, 故低压过流保护不会正确出口。

为了克服这种弊病, 可采用如图3所示的方案。在这个方案中, 电流元件I>动作后, 只要电压元件U>已判定低压, 与门and1闭锁信号解除, 动作后一方面启动时间元件T1, 另一方面至或门OR1使其自保持, 在这种逻辑的方案中, 即使电流元件I>由于故障电流的衰减而返回, 但由于或门OR1的自保持作用, 低压过流保护也会保持至保护出口为止。这样的方案解决了在静态励磁机组中由于故障电流的迅速衰减而导致的低压过流保护不出口问题。

在多机一变的单元接线中, 由于机组低压过流保护动作后往往是启动单元主变保护的总出口回路, 去跳主变各侧开关, 利用图3所示的逻辑图构成的低压过流保护在多机一变单元中应用时会导致本机故障由本机组的其他速动保护动作切除本机故障即跳开本机开关后, 由低压过流保护经延时启动单元主变保护总引出而跳开主变各侧开关的后果。因为在发电机开关跳开后, 低压元件U>由于机端无压而继续开放与门and1, 经T1的延时后去启动主变保护的总引出而扩大停电范围, 为此, 提出了如图4所示的动作逻辑, 将低压过流的返回条件由原来的机端电压恢复和本低压过流保护逻辑出口改为机端电压恢复和本机组开关跳闸, 这样修改后既满足了由于故障电流衰减低压过流自保持的需要, 也满足了本机组故障时不扩大事故范围的需要。

4 对数字式发电机保护REG316×4装置中低压过流保护的改进

ABB公司生产的数字发电机保护REG316×4中, 有一名为Voltoge-controlled over-current的功能块, 通过对其动作逻辑进行分析后, 发现其动作逻辑与图3的动作逻辑相同。为避免图3逻辑应用可能造成的事故扩大 (切除无故障机组和主变) , 在此功能块的Block Inp参数项接入开关跳闸信号以实现图4所需的逻辑功能, 如图5所示。

通过比较, 优选了图5所示的方法, 其优点体现在两方面:一方面, 保护功能占CPU的运算量比较小, 另一方面, 低压过流的所有整定值都可以在一个整定菜单中实现。

摘要：在分析自并激励磁发电机故障电流特点的基础上, 就多机一变单元中自并励发电机低压过流保护的实现方案进行了探讨。以某发电厂其中一发电机为例, 改发电机增容改造后, 励磁方式采用静态自并激励磁方式, 而与其组成同一单元的另两台发电机采用的是直流励磁机的自励式励磁方式。为了解决低压过流保护在故障电流减小后过电流继电器返回保护不出口的问题, 提出了保护方案。

关键词：多机一变单元,励磁发电机,低压过流保护

参考文献

[1]施秀萍, 王壹, 濮钧.自励静止励磁发电机转子回路短路故障的保护[J].电力建设, 2002 (4) .

高低压电机 篇6

1 故障现象描述及初步原因分析:

太阳升输油站启动供电线路I段6kV高压电机 (2850kW) 瞬间, 出现运行的热媒炉 (1#、2#、3#) 停运的现象, 增加了运行操作人员的工作量, 需要反复点炉, 严重影响正常输油生产运行。1#、2#、3#热媒炉均属I段负荷, 所以当启动大电机的瞬间, 启动电流大、系统电压降低, 不能满足热媒炉低电压保护的要求, 导致停炉。

2 分工况进行测试、对测量的电压值进行分析:

测试工况一:启动II段2850kW电动机, 是否引起低压变频器停运。

测试现象:启动高压电机不影响低压设备运行。

测试工况二:启动I段2850kW电动机, 是否引起低压变频器停运。

测试现象:低压变频器保护动作, 热媒炉停运。

测试工况三:将1#、2#、3#热媒炉负荷切换至II段, 启动II段2850kW电动机, 是否引起低压变频器停运。

测试现象:低压变频器保护动作, 热媒炉停运。

测试数据:

通过分别在35kV、6 kV、380V的二次侧用日置HIOKI3169-21钳式电力计进行测量, 采样周期为0.1秒/次。测量电压变化范围如下:

I段电压测试

380V变化范围 (1.563%至-28.492%)

6 kV变化范围 (4.593%至-24.982%)

35 kV变化范围 (4.474%至-13.080%)

II段电压测试

380V变化范围 (3.392%至-17.961%)

6kV变化范围 (5.533%至-15.550%)

35 kV变化范围 (4.362%至-3.620%)

3 测试结论:

35kV供电质量符合要求、6kV电机启动过程压降符合要求, 380V电压降低幅度超过低压设备变频器的允许电压范围, 导致变频器停运, 引起热媒炉停炉, 具体原因分析如下:

停炉直接原因:

热媒炉停炉的直接原因是2850kW电机启动过程中, 380V电压降低幅度大, I段最低降幅为28.492%, II段最低降幅为17.961%。西门子MICROMASTER 430变频器的技术规格中标明:输入电压范围3AC 380 V-480V±10%, 所以电压最低值已超出范围, 导致停机。

只有当启动的高压电机和热媒炉、热水泵是同一段负荷时, 才发生低电压停炉, 这同我们I、II段分列运行的运行方式是符合的。

电压测试的结论:

压降时间:测试采样周期精确到0.1S的精度, 经测试确定2850kW电机启动电压降低的时间是9-10S。

I段、II段电压降低幅度不同原因分析:I段35kV供电线路和II段35kV供电线路长度不同造成的 (I段5.2km、II段26.6km) , 并且I段线路上T接双鱼变电所。

电压降幅是否合格:根据GB/T12325-2003《电能质量供电电压允许偏差》第4条:35kV及以上供电电压正、负偏差绝对值之和不超过标称系统电压的10%;10kV及以下供电电压允许偏差为标称系统电压的±7%;220V单相供电电压允许偏差为标称系统电压的+7%———10%。

测试过程中电压降低超过标准要求, 但GB/T12325-2003中范围里说明:本标准不适用于瞬态和非正常运行情况 (启动属于瞬态) 。所以, 依据现有标准, 在正常运行情况下, 电能质量合格。

高压电机启动压降是否合格:电机启动过程中6k V电压最低降到4.47kV, 参考《湖北电力》发表的《电机启动对厂用电系统电压的影响分析》中, 对6kV水泵电机仿真模型得出的数据6kV电压启动时最小为4.520kV, 与我分公司实测数据接近, 因此可判断高压电机的启动电压降符合要求。

4 处理办法和建议:

4.1 改变高压电机的启动方式, 变为软启动, 此种资金投入较大, 不便实施。

4.2 咨询变频器厂家, 针对此现象对变频器本身进行改进处理。更改参数如下:P1210-4, P1200-3。保证电机电压恢复后低转速自启。此方案可进行试用。

4.3 建议增装UPS电源对变频器进行供电, 保证供电稳定性, 此方案可从本质上解决问题, 推荐使用。

摘要：在工矿企业电力系统中, 高低压设备同时存在, 由于高压电机启动瞬间会产生大幅度的电压降低, 导致低压设备低电压保护动作, 引起设备停运, 影响正常的生产运行。本文主要从此类问题现象入手, 通过对启动过程中, 各电压等级电压变化情况进行分析, 并提供解决此类问题的基本方法。