目前,軟起動(dòng)器在我油、水、氣等輔機(jī)設(shè)備控制系統(tǒng)中已得到了廣泛的應(yīng)用:在壓油裝置、水輪發(fā)電機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)、滲漏排水和檢修排水系統(tǒng)、中壓和低壓空氣系統(tǒng)中,都廣泛的應(yīng)用了系列不同型號(hào)的軟起動(dòng)器。從總體情況看,其運(yùn)行可靠,技術(shù)成熟,維護(hù)簡(jiǎn)單方便,較好地滿(mǎn)足了水電廠輔機(jī)設(shè)備控制的要求。下面以一個(gè)典型應(yīng)用軟起動(dòng)器的控制系統(tǒng)(廠內(nèi)深井泵控制系統(tǒng))為例,進(jìn)行介紹。
1滲漏排水系統(tǒng)概況
廠房?jī)?nèi)滲漏排水系統(tǒng)采用深井泵排水,廠房滲漏水和污水排至廠房廊道集水井,然后由深井泵抽水排至尾水。一旦深井泵排水出現(xiàn)故障,可能造成水淹廊道、水淹尾水管排水泵的嚴(yán)重后果,直接影響水電廠安全運(yùn)行。水電廠1號(hào)廠房深井泵配置兩臺(tái)55KW長(zhǎng)軸深井泵(電機(jī)型號(hào)YLB250-1-4,額定功率55 kW,額定電壓380 V,額定電流104 A),兩臺(tái)泵互為備用。2008年1月,完成了1號(hào)廠房廠內(nèi)深井泵及其控制系統(tǒng)的更換改造。改造中將原來(lái)的控制盤(pán)和開(kāi)關(guān)盤(pán)拆除,安裝新的控制盤(pán)。廠內(nèi)深井泵控制系統(tǒng)采用“可編程(PLC)+ 軟起動(dòng)器”控制方式。
2 主要設(shè)備及配置
(1)控制核心為配置2套完全獨(dú)立的可編程控制器(PLC),分別用于監(jiān)測(cè)、控制兩臺(tái)深井泵的啟動(dòng)/停止,以及故障報(bào)警等信息,可編程控制器(PLC)采用公司的高性能Unity Premium系列PLC產(chǎn)品,處理器選擇使用TSX P57 104M處理器。
(2)控制回路啟動(dòng)元件采用兩臺(tái)ATS48C11Q軟起動(dòng)器(額定電壓230~415 V,額定電流110 A)。公司生產(chǎn)的Altistart48系列軟起動(dòng)器,是一種有6個(gè)晶閘管的控制器,是原ATS-46系列軟起動(dòng)器的升級(jí)換代產(chǎn)品,用于功率范圍在4至1200KW范圍內(nèi)的三相鼠籠式異步電機(jī)的力矩控制軟啟動(dòng)和軟停止。采用獨(dú)一無(wú)二的專(zhuān)利轉(zhuǎn)矩控制方式,性能卓越。內(nèi)置完善的電機(jī)熱保護(hù)、短路(速斷)保護(hù)、單相接地保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、相序(反相)保護(hù)、缺相保護(hù)等多種電子方式保護(hù)功能。
(3)系統(tǒng)配置2套工作完全獨(dú)立、原理不同的液位控制器,以監(jiān)視和控制集水井水位,當(dāng)其中一套液位控制器故障退出時(shí),另一套液位控制器可以控制兩臺(tái)深井泵的正常工作。
(4) 每臺(tái)電動(dòng)機(jī)主回路設(shè)置一臺(tái)電動(dòng)機(jī)斷路器,選用公司NS系列斷路器,該產(chǎn)品具有體積小、功能完善、性能可靠等特點(diǎn),作為電動(dòng)機(jī)短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)的冗余保護(hù)以及電源分?jǐn)喔綦x。
(5)控制電源變換裝置選用S-160-24系列開(kāi)關(guān)電源。該電源具有輸入范圍廣、抗干擾能力強(qiáng)、輸出穩(wěn)定、帶短路保護(hù)等特點(diǎn)�?刂乒衽渲�2個(gè)開(kāi)關(guān)電源,將電動(dòng)機(jī)主回路電源AC220V經(jīng)過(guò)電源模塊轉(zhuǎn)換成DC24V,并且在開(kāi)關(guān)電源直流24V輸出端進(jìn)行無(wú)擾動(dòng)自動(dòng)切換,實(shí)現(xiàn)兩個(gè)開(kāi)關(guān)電源互為熱備用,確保單元控制電源的可靠,
3控制系統(tǒng)工作過(guò)程
分別根據(jù)裝在廠內(nèi)集水井的2套完全獨(dú)立、原理不同的液位控制器或液位開(kāi)關(guān),通過(guò)各自獨(dú)立的PLC監(jiān)測(cè)、控制兩臺(tái)深井泵的啟動(dòng)/停止,以及故障報(bào)警等信息。
(1)控制方式設(shè)置:每臺(tái)深井泵可獨(dú)立設(shè)置成“自動(dòng)/備用/切除/手動(dòng)”四種工作方式,可在控制面板上人為設(shè)定。
(2)自動(dòng)啟泵過(guò)程:當(dāng)廠內(nèi)集水井的水位上升至自動(dòng)啟動(dòng)水位值時(shí),自動(dòng)啟動(dòng)主態(tài)泵,若水位繼續(xù)上升至備用啟動(dòng)水位值時(shí),啟動(dòng)備用泵。
(3)自動(dòng)停泵過(guò)程:水位下降至停止水位時(shí),自動(dòng)停止深井泵運(yùn)行。
(4)手動(dòng)啟泵過(guò)程:當(dāng)每臺(tái)深井泵設(shè)置成“手動(dòng)”工作方式時(shí),現(xiàn)地不通過(guò)可編程(PLC)便可手動(dòng)給出深井泵的啟動(dòng)指令,深井泵立即開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)。
(5)手動(dòng)停泵過(guò)程:當(dāng)設(shè)置成“切除”工作方式時(shí),現(xiàn)地不通過(guò)可編程(PLC)便可手動(dòng)給出深井泵的停止指令,深井泵立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
(6)故障報(bào)警:
① 廠內(nèi)深井泵電機(jī)保護(hù)動(dòng)作時(shí)立即自動(dòng)停止運(yùn)行,同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
② 廠內(nèi)深井泵啟動(dòng)時(shí)向中控室發(fā)報(bào)警信號(hào)。
③ 廠內(nèi)深井泵備用泵啟動(dòng)時(shí)向中控室發(fā)報(bào)警信號(hào)。
④ 廠內(nèi)集水井水位過(guò)高時(shí)向中控室發(fā)報(bào)警信號(hào)。
⑤ 廠內(nèi)深井泵控制柜交、直流控制電源故障時(shí)向中控室發(fā)報(bào)警信號(hào)。
4.4 使用效果
ATS48C11Q軟起動(dòng)器在我廠深井泵控制系統(tǒng)已運(yùn)行近1 年,運(yùn)行情況表明,其可靠性、功能和性能與原控制系統(tǒng)的啟動(dòng)執(zhí)行元件相比都有顯著的改善和提高。主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn):
(1)在結(jié)構(gòu)上采用軟起動(dòng)器作為控制輸出執(zhí)行元件,控制邏輯用可編程控制器實(shí)現(xiàn),使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了,提高了控制系統(tǒng)的可靠性,也便于設(shè)備維護(hù)。
(2)軟起動(dòng)器將起動(dòng)電流控制在安全范圍(3~4倍Ie)內(nèi),改善了因起動(dòng)電流較大沖擊廠用電而影響其它設(shè)備正常運(yùn)行的狀況。
(3)起動(dòng)過(guò)程采用雙向晶閘管軟啟動(dòng),避免了用接觸器直接控制電機(jī)時(shí)接點(diǎn)易拉弧、粘連、燒壞等故障的發(fā)生,有利于設(shè)備的維護(hù)檢修。
(4)軟起動(dòng)、軟停車(chē)方式,減小了機(jī)械應(yīng)力,對(duì)設(shè)備的沖擊大大降低,從而有效地保護(hù)了設(shè)備,延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。
(5)由于具有完善可靠的保護(hù)功能,有效地保護(hù)了電動(dòng)機(jī)及相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備的安全運(yùn)行,減輕了日常維護(hù)工作量,降低了維護(hù)費(fèi)用。
(6)軟起動(dòng)器液晶屏面板可以顯示電氣參數(shù)、負(fù)載狀況和各類(lèi)故障及異常狀態(tài)。
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