KZX10整流智能控制柜使用說明書

1、KZX10整流智能控制柜使用說明書億利化學高新產業(yè)股份有限公司KZX10晶閘管整流裝置智能控制柜使用說明書九江賽晶科技股份有限公司二一七年四月1目 錄1產品概述 12使用條件 13主要技術參數(shù) 24原理簡述 25結構特征 56人機界面操作說明 77設備安裝 148調試運行 149維護及注意事項 17附表：1 故障報警分類表 A-12 KZX10晶閘管整流裝置智能控制柜外形圖 B-1- 1 -1產品概述KZX10晶閘管整流裝置智能控制柜是我廠針對電化學、電冶金行業(yè)整流所供電特點，推出的一種最新型的晶閘管整流機組計算機自動化控制系統(tǒng)系列高端技術產品。它以我廠最新研制開發(fā)的JM810晶閘管數(shù)字穩(wěn)流控

2、制器為機組穩(wěn)流控制核心，以高性能的機組PLC及觸摸屏人機界面為自動化監(jiān)控核心，采用完全獨立的全數(shù)字化的雙通道系統(tǒng)構成冗余熱備用設計，僅需單個JM810數(shù)控器能工作正常，即可實現(xiàn)機組基本整流直流送電，確保穩(wěn)流系統(tǒng)的可靠工作?？刂乒駜鹊臋C組PLC監(jiān)控裝置可完成對機組高壓斷路器、整流柜、就地控制柜等機組整流設備的操作控制、故障保護及數(shù)據(jù)采集等功能，通過控制柜面板上所設觸摸屏人機界面POD，可完成全部就地操作及監(jiān)控。該系列產品采用西門子或AB等中高檔系列PLC模塊為產品系統(tǒng)網(wǎng)絡管理器，可靠性高、靈活方便、開放性能好，可構成各種形式通信網(wǎng)絡，與上位機或工藝DCS及整流所綜自監(jiān)控系統(tǒng)等實現(xiàn)網(wǎng)絡通信。支持M

3、PI、Profibus、DH485，DH+，DeviveNet, Modbus，Ethernet及光纖通信等。支持系統(tǒng)自診斷功能，提示所有功能模塊的異常狀態(tài)信息。支持數(shù)字化參數(shù)在線調整，界面實現(xiàn)現(xiàn)場在線可編程邏輯選擇。支持在線更換PLC、數(shù)控器等控制柜所有功能模塊和器件。支持遠程下載程序和修改系統(tǒng)參數(shù)等遠程診斷維護功能。產品采用全密封結構設計、加熱及散熱自動控制，充分的抗電磁干擾設計，極大提高了該系列產品設備的平均無故障工作時間，使產品適應于冶金化工各種惡劣現(xiàn)場環(huán)境下，長期可靠運行。本系列產品適用于220KV、110KV、35KV電壓及以下等級的電化學、電冶金整流所的單機組六脈波或十二脈波晶閘

4、管整流機組供電配套的自動化控制系統(tǒng)，是我廠KZX01、02系列晶閘管整流控制柜的全新?lián)Q代產品。2使用條件：(1) 海拔不超過3000m；(2) 環(huán)境溫度：-20 +45。(3) 相對濕度：小于95%。(4) 無劇烈未震動和沖擊及垂直傾斜小于5%的戶內場所。(5) 無導電塵埃、無腐蝕性氣體、無爆炸危險環(huán)境。(6) 控制柜可靠接地，接地電阻小于1。(7) 沒有、易爆易燃、和沒有腐蝕金屬、破壞絕緣的、蒸汽的場所；(8) 電網(wǎng)電壓變化小于±10%。3主要技術參數(shù)(1) 控制柜工作電源：單相交流220V。(2) 整流柜二次回路電源：單相交流220V。(3) 控制形式：單臺十二脈波整流調節(jié)觸發(fā)控

5、制。(4) 同步信號：三相四線100V PT電壓信號。(5) 反饋方式：直流和交流兩種。(6) 自動穩(wěn)流精度： ±%(7) 功率因數(shù)：（全導通時）4原理簡述 KZX10晶閘管整流裝置智能控制柜的原理系統(tǒng)方框圖如圖1所示。按其系統(tǒng)功能來分，主要由機組穩(wěn)流控制系統(tǒng)、機組PLC監(jiān)控系統(tǒng)兩部分組成。1.機組穩(wěn)流控制系統(tǒng)KZX10_6晶閘管整流裝置智能控制柜產生的12脈波晶閘管穩(wěn)流系統(tǒng)，采用兩套JM810晶閘管數(shù)字穩(wěn)流控制器構成的，完全獨立的全數(shù)字化的雙通道系統(tǒng)冗余熱備穩(wěn)流調節(jié)觸發(fā)控制系統(tǒng)，其主要由JM810數(shù)控器、JM301交流變換器、JM360觸發(fā)電源等功能單元組成。(1) JM810數(shù)控

6、器JM810 晶閘管數(shù)字穩(wěn)流控制器簡稱JM810數(shù)控器，是我廠新開發(fā)的KZX10晶閘管整流裝置智能控制柜中穩(wěn)流控制的核心單元。其硬件系統(tǒng)主要由MCU、LCD、鍵盤、通訊接口、開關量I/O、A/D變換、同步檢測、脈沖功放、通道監(jiān)控及電源等電路組成，完成晶閘管脈沖形成，功放觸發(fā)、穩(wěn)流調節(jié)、雙數(shù)字通道備用監(jiān)控、系統(tǒng)保護監(jiān)控功能、人機界面操作及數(shù)字網(wǎng)絡通信等軟件功能。JM810數(shù)控器原理及操作使用詳見JM810晶閘管數(shù)字穩(wěn)流控制器使用。(2) JM301交流變換器JM301交流變換器主要是對大容量整流裝置的交流反饋信號進行變換，讓來自交流CT側的3相交流5A（或1A）輸入電流信號，通過電流互感器將其變

7、換成的電流信號，再經(jīng)3相整流以后轉換成010V的直流信號輸出，以提供交流等效測量及交流閉環(huán)調節(jié)控制使用。圖1KZX10晶閘管整流裝置智能控制柜的原理框圖(3) JM360觸發(fā)電源JM360觸發(fā)電源模塊是將輸入的交流單相電壓，通過整流濾波變換成直流電壓輸出，在大容量晶閘管整流裝置控制系統(tǒng)中，為觸發(fā)脈沖的功率放大級提供直流工作電源，使觸發(fā)脈沖的幅值和功率滿足晶閘管的門極觸發(fā)要求。2.機組PLC監(jiān)控系統(tǒng)機組PLC監(jiān)控系統(tǒng)構成機組PLC監(jiān)控系統(tǒng)，由PLC CPU主單元模塊、開關量輸入輸出模塊、網(wǎng)絡通信模塊、模擬量采集模塊、交流電力數(shù)據(jù)檢測模塊和觸觸摸屏人界面所構成。實現(xiàn)對整個機組的全部設備的狀態(tài)數(shù)據(jù)采

8、集和自動化操作監(jiān)控功能。機組PLC可選型為SIEMENS及AB公司的中高檔系列PLC構成，其柜內具體的PLC硬件布置圖如附表2所示。機組PLC可以監(jiān)控系統(tǒng)主要功能(1) 運行操作a) 有載開關升降壓操作b) 高壓開關分合閘操作c) 直流、水泵啟停操作(2) 故障檢測、報警保護a) 整流柜故障b) 控制柜故障c) 整流變壓器故障d) 工藝故障e) 變壓器輔機故障f) 純水冷卻系統(tǒng)故障g) 油風冷故障具體故障分類及處理保護類型詳見附表1故障報警分類表。(3) 數(shù)據(jù)采集a) 開關量進行采集整流控制柜、高壓開關、油風冷、純水冷、有載開關檔位等狀態(tài)。b) 模擬量進行采集直流電流、直流電壓、導通角、水溫、

9、油溫、水壓、有載檔位等。(4) 數(shù)字通信通過PLC通信模塊接口，及工業(yè)現(xiàn)場總線實現(xiàn)：a) 柜內各智能數(shù)字模塊、觸摸屏人機界面POD等設備通信網(wǎng)數(shù)字通信b) 與外部系統(tǒng)機組PLC間、上位計算機工作站及工藝DCS監(jiān)控系統(tǒng)間的控制網(wǎng)絡數(shù)字通信。5結構特征1.外形結構KZX10晶閘管整流裝置智能控制柜外形圖如附圖1所示。圖2 KZX10晶閘管整流裝置智能控制柜面板布置圖3.面板說明(1) 顯示儀表直流電流表 整流柜輸出直流電流直流電壓表 整流柜輸出直流電壓(2) 指示燈 電源指示 控制柜外接工作電源送電指示。高壓合閘 高壓開關合/分狀態(tài)指示。故障報警 當前系統(tǒng)出現(xiàn)故障信號指示。緊急停車按鈕 緊急停車信

10、號操作。(3) 人機界面POD整流機組的所有近控操作均可在POD上實現(xiàn)，有關POD人機界面詳細操作說明見后所述。6人機界面操作說明一、畫面選擇人機界面上電后即自動進入默認畫面，如下圖3所示：圖3 首頁可由畫面選擇按鈕進入各功能畫面。：進入進入電流給定和有載監(jiān)控畫面。 ：進入各操作監(jiān)控畫面。操作時要求輸入相應級別密碼，此操作權限為1級。：進入故障監(jiān)控畫面。 ：進入數(shù)據(jù)監(jiān)控畫面：進入趨勢圖畫面。 ：進入系統(tǒng)管理畫面，進入要求輸入級別密碼，此操作權限9級。 二、電流操作畫面當點擊畫面選擇欄中的按鈕時，會進入電流給定畫面， 可完成機組手自動電流給定調節(jié)。其窗口界面如下圖5所示：圖5 電流給定畫面在此畫

11、面中，可實時顯示以下內容： 1整流柜導通角/控制角2當前給定值3整流輸出直流電流、直流電壓4當前的給定模式5有載升降操作給定按鈕如下：點擊此鍵，可增大或減少整流柜閉環(huán)給定值。頻率為當前設定給定步長值(在系統(tǒng)設定中，默認閉環(huán),)。三、機組操作畫面當點擊畫面選擇欄中的 按鈕時，會進入輔機操作和整流柜操作畫面，其窗口界面如下圖6所示： 圖6 操作監(jiān)控畫面在此畫面中，可實時顯示以下內容：1純水冷和直流刀狀態(tài)等外圍設備顯示和操作2JM810控制器的狀態(tài)和操作 四、機組故障畫面當點擊畫面選擇欄中的 按鈕時，會彈出所有故障監(jiān)控畫面，顯示當前系統(tǒng)所有故障報警時，字牌會變紅。如下圖8所示：圖8 機組故障畫面此畫

12、面可實時顯示以下內容：顯示當前系統(tǒng)所有故障報警（當有故障時，字牌變紅）情況； ：當故障消失時，按壓此鈕，可恢復系統(tǒng)正常；五、數(shù)據(jù)監(jiān)控畫面 該頁面顯示各模擬量的數(shù)據(jù)實時值。五、趨勢圖趨勢圖畫面中，可顯示當前直流供電輸出直流電流，直流電壓；趨勢圖記錄當前時間及前30分鐘的一段數(shù)據(jù)曲線，每3秒采集1個數(shù)據(jù)點，自左向右移動。其窗口如下圖10所示：能夠查詢電流電壓隨著時間的趨勢，點擊按鈕則進入歷史趨勢圖。六、系統(tǒng)設定在系統(tǒng)管理畫面中，主要對整流系統(tǒng)機組直流電流上下限、開閉環(huán)給定步長、嚴重故障報警跳閘時間等一些重要參數(shù)進行設定，此操作權限為9級，其窗口如圖11所示：圖11 系統(tǒng)管理畫面 1在此畫面中可設定

13、直流過流報警和跳閘值，閉環(huán)給定步長值，2在此畫面中可設定嚴重故障報警和跳閘時間和跳閘類型。3模擬量的量程功能設定4調試運行切換七、退出系統(tǒng)退出系統(tǒng)畫面主要是對POD系統(tǒng)內部初始參數(shù)進行設定。包括POD系統(tǒng)時間設定上、密碼管理、下載程序等。參見西門子KTP700硬件使用手冊。7設備安裝1 安裝前設備檢查本控制柜到達用戶單位后，拆除其外包裝后，須詳細核查控制柜整體、內部及面板上各部件安裝是否完好，部件間的接線是否正確，緊固件是否松動，電氣部件是否完好、無脫落等。如發(fā)現(xiàn)有因運輸或其它原因造成的電氣元件損傷、失效現(xiàn)象，請立即與本廠聯(lián)系。2 設備安裝(1) 本控制柜為戶內式，與整流柜對應，將其就位安裝于

14、一牢固水平基座上。(2) 控制柜應可靠接地。(3) 按照控制柜外引端子圖，正確連接好電源進線，以及與整流柜、控制柜、直流刀、高壓開關等相關設備連接電纜。8調試運行1現(xiàn)場調試本產品出廠時，已經(jīng)嚴格出廠檢測和試驗?，F(xiàn)場設備實際使用投產運行前，仍需按規(guī)定的程序進行全面仔細的現(xiàn)場調試和實驗，具體程序步驟如下：(1) 設備調試人員必須仔細閱讀本產品說明書，了解本設備工作原理，熟悉使用，運行，維修方法及使用注意事項。(2) 通電前接線檢查設備在第一次通電前須對照電路原理圖及外引端子接線圖進行仔細檢查，確定外引接線和電器安裝無誤。(3) 通電檢查現(xiàn)場首次通電，應確定所有外部連接設備全部在停電狀態(tài)，控制柜內全

15、部自動形狀在分開位置。正常情況下，可按以下順序逐步進行通電檢查。a) 合UPS總電源b) 合整流柜電源c) 合PLC電源d) 合儀表電源e) 合輔機電源f) 合同步電源1g) 合觸發(fā)電源1h) 合數(shù)控器電源1i) 合同步電源2j) 合觸發(fā)電源2k) 合數(shù)控器電源2l) 合其它電源(4) 系統(tǒng)初始參數(shù)確認控制柜通電正常后，須按現(xiàn)場設備運行工藝要求，在機組POD上，對系統(tǒng)初始參數(shù)進行確認和設置。PLC監(jiān)控系統(tǒng)設定參數(shù)主要包括有：報警類型、時間、上下限設定；模擬量量程設定；操作連鎖設定等。數(shù)控器通道系統(tǒng)設定參數(shù)主要包括有：各運行控制狀態(tài)及運行參數(shù)等。全部系統(tǒng)具體參數(shù)設置內容參見附表所示。系統(tǒng)在以后的

16、正常送電過程，系統(tǒng)將保持上次的設定值。(5) 外部設備調試檢查以上控制柜內通電檢查無誤且進行完相關參數(shù)設置后，逐步送合外部各設備工作電源，并進行相應狀態(tài)操作傳送實驗。(6) 整流柜輕負載試驗在完成以上控制柜初步檢查后，可關機準備做輕載試驗。a) 試驗前準備：直流刀開關全部分開，變壓器有載開關置于最低電壓檔，用萬用表檢查整流柜內各橋臂與整流臂間及正負輸出極間有無短路現(xiàn)象。b) 用一根2KW的電爐絲作負載接在正、負極母排上，示波器取樣接在電爐絲上，取樣電壓約10V100V之間均可。c) 送控制柜全部電源，選擇“近控”“手動”，將給定設為零位。d) 合變壓器高壓油開關。e) 調節(jié)手動給定值，從示波器

17、上應觀察到正常輸出正常整流波形并且直流電壓表有相應指示。若看不到波形或波形不正常，則應改變設置數(shù)控器觸發(fā)相序方向。f) 配合示波器及數(shù)顯表，分別設定好當前機組的初始定相及最大限幅角數(shù)值，調整使輸出波形可從零起始并可到最大全開通不過頂。g) 將數(shù)控器選擇切到“自動”，可觀察輸出波形均勻上升并至全開通。(7) 整流柜短路模擬負載試驗在完成以上輕載試驗后，可關機準備做負載試驗。a) 試驗前準備：接好輕載試驗負載及短路模擬負載。b) 送控制柜電源，確認已將控制柜選擇為“近控”“手動”，手自動給定在零位，檢查反饋連接線路是否正常。c) 合變壓器高壓油開關。緩慢調節(jié)手動給定值，觀察輸出波形緩慢隨之增加。d

18、) 用萬用表檢查反饋信號極性及反饋量。e) 確認反饋信號正常時，并在數(shù)控器可以正常測量和顯示，即可將“手動”設置切換至“自動”，緩慢調節(jié)自動給定，觀察輸出波形緩慢隨之增加，注意此時電流能否穩(wěn)定正常。若發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)有振蕩現(xiàn)象，可調整相應PI參數(shù)數(shù)值，直至系統(tǒng)正常穩(wěn)定。f) 自動穩(wěn)流性調整好后即可檢查系統(tǒng)穩(wěn)流精度，升或降有載開關1-2檔，觀察整流柜輸出電流的變化情況。以上給出一般性調試的主要過程，供設備投產調試參考，實際現(xiàn)場調試時，可根據(jù)用戶現(xiàn)場情況作相應變通。2運行操作在本控制柜及配套整流柜及相關設備組成的機組整流控制系統(tǒng)調試全部結束后，即可按用戶生產管理要求，制定出相應的運行操作規(guī)程。以下給出本機組整流控制系統(tǒng)在單機組運行時的參考操作規(guī)程。(1) 機組送電前準備a) 合控制柜PLC及全部回路電源微開關。b) 機組電流給定置零位c) 開啟純水冷卻器及油風冷。d) 開啟直流傳感器電源e) 調整有載開關至合適檔位(2) 機組送電a) 合高壓斷路器b) 調整有載開關至合適檔位c) 調整電流給定值至目標值。(3) 機組停電a) 機組電流給定置零位b) 調整有載開關至低電壓檔位c) 分高壓開關d) 分所有輔機e) 分控制柜PLC及全部回路電源微開關。9維護及注意事項1運行維護（1）值班運行及維修人員必須仔細閱讀本說明書，了解熟悉本設備工作原理、嚴格按規(guī)程操