Оборудование для управления электросталеплавильными печами постоянного тока

Общая характеристика

Комплект оборудования позволяет регулировать с большой точностью (около 5 %) мощность плавки в дуговой печи постоянного тока, содержит элементы управления высоковольтным выключателем, наклоном, перемещением печи, подъемом и опусканием свода:

масса расплавляемого металла в печи:
• до 50 тонн;
номинальный ток преобразователя:
• от 2000 до 50000 А;
– номинальное напряжение:
• от 100 до 1000 В;
– виды регулирования мощности:
• ручное (автоматическое поддержание тока дуги);
• автоматическое(автоматическое поддержание тока и напряжения дуги);
– возможные режимы соединения мостов преобразователя:
• последовательный применяется для расплавки металла ;
• параллельный – применяется на расплавленном металле.
– тип привода перемещения электрода:
• переменного тока;
– контролируемые параметры плавки:
• ток дуги;
• напряжение дуги;
• мощность плавки(активная и реактивная);
• затраченная энергия в процессе плавки (активная и реактивная);
• температура элементов печи и преобразователя.
– возможность управления механизмами печи:
• наклон печи;
• подъем и опускание свода;
• выкат печи или отвод свода.
– сетевые интерфейсы:
• Profibus DP, Modbus RTU, Ethernet, CAN и др.

Структура условного обозначения

Технические характеристики

Комплект оборудования состоит из следующих основных шкафов:

Предназначен для управления процессом плавки и содержит привод управления перемещением электрода для поддержания заданного напряжения дуги;

Предназначен для контроля параметров плавки и состояния элементов печи;

  • Шкаф управления тиристорным преобразователем

Предназначен для поддержания тока дуги с заданным значением;

  • Тиристорный преобразователь

Предназначен для преобразования переменного трехфазного напряжения в выпрямленное, величина которого определяется положением импульса управления, полученного от шкафа управления тиристорным преобразователем.

Технические данные

Параметры оборудования

Наименование параметра Значение
Силовой трансформатор
Напряжение первичной обмотки, кВ 6.3…10
Частота напряжения питания, Гц 50
Схема и группа соединения обмоток Δ/Y
Тип Масляный
Размещение Внутр.
Степень защиты IP67
Охлаждение Принудительное воздушное
Трансформаторы тока на стороне сетевой обмотки, шт.

  • класс точности вторичной обмотки для измерения
  • класс точности вторичной обмотки для защиты
3

0,5

10Р

Блок контроля  и защиты от превышения температуры:

  • количество датчиков температуры

тип блока:

– встроенный в трансформатор (с доступом для контроля)

– выносной (для размещения в близи трансформатора)

  • вывод показаний температуры во внешние цепи
 

1

 

+

+

«4-20мА»

 Силовой преобразователь

номинальный ток, А до 50000
номинальное напряжение, В до 900
охлаждение водяное или жидкостное
частота силового напряжения, Гц,

50

допустимое отклонение величины напряжения от номинального значения, %

плюс 10 –

минус 15

Условия экслуатации

–    высота над уровнем моря – до 1000 м.;
–    допустимая температура окружающей среды:

при эксплуатации, град. С

при хранении, град. С

 

 

– от минус 10 до плюс 45 0С;

– от минус 25 до плюс 60 0С;

–    допустимая влажность воздуха при   температуре:

25 град. С, %, не более

35 град. С, %, не более

 

 

– 80;

– 90;

–    окружающая среда – невзрывоопасная,

– не содержащая вредных примесей и токопроводящей  пыли, снижающих уровень изоляции в недопустимых пределах;

–    группа условий эксплуатации –      М2 по ГОСТ17516-72 при этом уровень вибрации пола, где установлена СВ, в диапазоне частот 10-50 Гц должен происходить с ускорением не более 4,9 м/с²;
–    сейсмичность

 

–    допустимое отклонение установки шкафов от вертикального положения

– 9 (девять) баллов по MSK-64 (горизонтальное уско­ре­ние – 0,3g)

– не более 5 градусов;

–    климатическое исполнение – УХЛ (умеренный климат);

– ТВ (тропический климат)

–    категория размещения – 4

 

Конструкция

Конструктивный состав комплекта оборудования:

  • Типовой состав оборудования для источника питания печи постоянного тока:
    – Пульт управления печью – для управления процессом плавления (ПУП);
    – Шкаф управления печью – для контроля параметров плавки (ШУП);
    – Пульт сталевара – для управления механизмами печи сталеваром;
    – Пульт сталевара выносной – для управления механизмами печи при сливе металла;
    – Выпрямитель силовой;
    – Шкаф управления выпрямителем (ШУТП);
    – Теплообменник;
    – Силовой трансформатор (опционально, возможно использование трансформатора заказчика).
  • Дополнительное оборудование для источника питания печи постоянного тока, поставляемые опционально:
    – Пульт диагностики;
    – Шкаф управления насосной маслостанцией;

Характеристика конструкции:

  • При токах до 10000А при параллельном соединении выпрямитель и шкаф управления правления выпрямителем совмещены.
  • Обслуживание всех шкафов одностороннее, степень защиты IP21, кроме мест выхода ошиновки, где степень защиты IP00 по ГОСТ 14254-96.
  • Возможно исполнение выпрямителя, совмещенное с трансформатором.
  • Двери шкафов снабжены внутренними замками, открываемыми специальным ключом.

Состав шкафов и оборудования

Состав шкафа ШУТП:

  • система питания собственных нужд;
  • система управления:
    • контроллер с функциями управления, регулятором тока и защитами выпрямителя;
    • устройства аналогового и дискретного ввода;
    • модуль внешнего сетевого интерфейса.
  • релейная аппаратура;
  • автономный регистратор;
  • органы местного управления и сигнализации на двери:
    • Приборы тока и напряжения дуги;
    • Приборы тока в каждом параллельном мосте;
    • Пультовый терминал (либо внутри шкафа);
    • Лампы: «Готовность», «Предупреждение», «Авария»;
  • устройство обогрева шкафа (опция, для исполнения ШУ при его эксплуатации в условиях отрицательных температур);

Состав шкафа ШУП:

  • система питания собственных нужд;
  • система управления:
    • контроллер с функциями управления и защитами печи и трансформатора;
    • устройства аналогового и дискретного ввода;
    • модуль внешнего сетевого интерфейса.
  • релейная аппаратура;
  • устройства преобразования сигналов от термопар;
  • органы управления и сигнализации на двери:
    • Прибор напряжения сети;
    • Лампы состояния и защит трансформатора, теплообменника, маслосистемы, выпрямителя, системы охлаждения печи (состав индикации определяется по требованию заказчика);
    • Пультовый терминал (либо внутри шкафа);
    • Цифровые индикаторы активной и реактивной мощности плавки, температуры подового электрода, состояния системы охлаждения печи;
    • Кнопки включения, выключения теплообменника, системы охлаждения трансформатора, сброса защит.
  • устройство обогрева шкафа (опция, для исполнения ШУ при его эксплуатации в условиях отрицательных температур);

Состав шкафа ПУП:

  • привод управления перемещением электрода;
  • система питания собственных нужд;
  • система управления:
    • контроллер с функциями управления перемещением электрода и управления процессом плавки;
    • устройства аналогового и дискретного ввода;
    • модуль внешнего сетевого интерфейса.
  • органы управления и сигнализации на двери:

Функциональная характеристика

Силовая схема:

  • особенности работы силовой схемы:
    • функционально силовая схема показана на следующем рисунке:


• силовая схема представляет собой соединение двух выпрямительных мостов, обмотки питающего трансформатора которых включены встречно;
• в последовательном режиме импульсы управления подаются на тиристоры коммутаторный полумост, половину первого моста и половину второго моста. Такое соединение мостов позволяет получить требуемую мощность плавки за счет увеличенного напряжения.
• В режиме параллельного включения мостов импульсы управления подаются на оба силовых моста. Такое соединение мостов позволяет получить требуемую мощность плавки за счет увеличенного тока.

Автоматический регулятор мощности:

Функции регулятора:
– тип: цифровой;
– принцип регулирования: точный ПИ регулятор тока + П регулятор напряжения;

Функции регулятора:
– регулирование тока дуги с помощью изменения времени открытого состояния тиристоров силового моста, позволяющее поддерживать ток дуги с точностью ±1 %;
– регулирование напряжения дуги с помощью изменения длины дуги перемещением электрода;
– автоматический поджог при обрыве дуги;
– ограничение выходного напряжения выпрямителя при обрыве дуги, что позволяет уменьшить токи короткого замыкания при поджоге;

Система защит:

– по максимальному току выпрямителя;
– при перегорании силового предохранителя;
– при пропадании протока охлаждающей жидкости;
– при перегреве элементов выпрямителя;
– при перегреве элементов печи;
– при перегреве подового электрода;
– при перегреве масла в трансформаторе;
– при неисправности системы охлаждения преобразователя;
– при пропадании силового напряжения;
– при потере проводимости параллельных тиристоров в плечах.

Сетевые интерфейсы:

– ProfibusDP;
– ModBusRTU;
– Ethernet;
– CAN и др.
Примечание: тип протокола согласовывается на стадии проектирования.

Средства регистрации и диагностики:

– регистратор, встроенный в контроллер ШУТП:
– аналоговые каналы– 1…24;
– дискретные – 1…32;
– дискретность выборки – 3.3…100мсек;
– длительность фрагмента записи – 0.5…50сек;
– архивация при аварийных отключениях – 90 фрагментов;
– регистратор автономный от контроллера ШУТП для независимого контроля работы :
– 32 канала аналоговых сигналов датчиков, дискретных входных и выходных сигналов;
– дискретность выборки – 250 мкс;
– длительность фрагмента записи – 0.5…50сек;
– архивация при аварийных отключениях – 10 фрагментов;

Преимущество встроенного регистратора в возможности регистрации внутренних параметров (параметры систем регулирования, защит и т.д.).
Преимущество автономного регистратора в высокой частоте выборки.

– журнал регистрации событий встроенный в контроллер ШУТП, ШУП, ПУП:
– входные управляющие сигналы;
– выходные, сигнализирующие и отключающие сигналы;
– изменение режимов работы системы возбуждения;
– превышение и занижение аналоговыми сигналами заданных предельных величин;
– сообщения систем управления, регулирования и защит выводимые на пультовый терминал системы возбуждения;
– программное обеспечение для пульта диагностики и ноутбука для графической визуализации данных регистраторов и текстовой визуализации данных журнала;

Интернет-доступ:

– Удаленный доступ к оборудованию посредством сети Интернет предназначен для возможности мониторинга работы оборудования специалистами завода изготовителя;
– Доступ специалистов завода изготовителя может осуществляться с задействованием обслуживающего персонала станции (посредством пароля) или без;
– Доступ осуществляется посредством Интернет через пульт диагностики, рис.10, посредством:
– Радиомодема «3G» входящего в комплект пульта диагностики;
– Проводного или Wi-Fi Интернета обеспечиваемого Заказчиком – в этом случае значительно повышается качество связи (скорость и бесперебойность) и количество доступных функций мониторинга;
– Удаленный доступ обеспечивает:
– оперативное реагирование на сбои и неполадки в работе печи:
загрузка файлов «технологического» и «аварийного» регистраторов, просмотр технологического журнала и журнала событий, для анализа причины, вызвавшей сбой оборудования и последующей выдачи рекомендаций для ее устранения;
мониторинг текущих параметров плавки, печи и преобразователя;
– доступ к управлению данными с возможностью просмотра, редактирования и сохранения значений требуемых параметров преобразователя;
– обмен файлами, голосовыми и видео сообщениями с обслуживающим персоналом станции, для оказания, при первой необходимости, оперативной дистанционной компьютерной помощи и консультации по возникающим вопросам при обслуживании нашего оборудования.
– обновление программного обеспечения системы диагностики;
– осуществление приема/передачи данных, удаленной перезагрузки рабочих программ компьютеров системы диагностики, а также удаленной перезагрузки.
Примечание: установка удалённого доступа посредством сети Интернет, а также использование его изготовителем выполняются исключительно по согласованию с Заказчиком.

Схема удаленного доступа к преобразователю

Наладочно-диагностический комплекс

– Наладочно-диагностический комплекс выполнен на базе портативного компьютера и предназначен для:
– графической визуализации данных встроенного регистратора ;
– архивирования отчетов по уставкам ;
– перепрограммирования контроллера;
– Состав программно-отладочного комплекса:
– портативный компьютер (возможно использование собственного портативного компьютера Заказчика);
– адаптер для подключения портативного компьютера к контроллеру ;
– комплект ПО.

Примечание: ПО наладочно-диагностического комплекса является бесплатным и находится на сайте производителя «pcomplex.ua».

Состав ПО:

  • Утилита «Link» обеспечивает:
    – режим пультового терминала;
    – режим двухканального осциллографа с отображением любых параметров системы регулирования и защиты из списка доступных;
    – работа со встроенным программным регистратором преобразователя:
    – запуск/остановка регистратора;
    – загрузка данных после ручной или аварийной остановки регистра-тора;
    – загрузка восстановленных из ЭОЗУ данных, предыдущих аварийных отключений;
    – сохранение на диск и загрузка с диска данных регистратора;
    – отображение данных регистратора в табличном и графическом виде;
    – отображение списка аварийных, предупредительных и служебных сообщений системы управления на момент остановки, а также момента времени остановки регистратора.
  • Утилита «Code ReadWriter» обеспечивает:
    – загрузку (архивирование) из контроллера на диск компьютера копии ЭОЗУ в виде “bin-файла”;
    – загрузку с диска компьютера в контроллер ранее сохраненной на диск в виде “bin-файла” копии ЭОЗУ;
    – распечатка в файл в текстовом виде для последующего отчета текущих значений уставок АРВ;
    – снятие, для архива, копии программы контроллера в виде “bin-файла”;
    – перепрограммирование контроллера.

Примечание: перепрограммирование контроллера выполняется файлом ранее сохраненным в архиве, либо полученным от изготовителя, например, через сеть Интернет, с целью дополнения системы управления печью какими-либо специфическими функциями по согласованному ТЗ.

Комплектность поставки

Основное оборудование в составе:

  • силовой преобразовательный трансформатор  – 1 шт.
  • тиристорный выпрямитель  – 1 шт.
  • шкаф управления тиристорным преобразователем – 1 шт.
  • шкаф управления печью  – 1 шт.
  • пульт управления печью  – 1 шт.
  • теплообменник  – 1 шт.
  • пульт сталевара  – 1 шт.
  • пульт сталевара выносной   – 1 шт.
  • комплект ЗИП  – 1 шт.
  • комплект эксплуатационной документации на бумажном и электронном носителях  – 1 шт.

Дополнительное и вспомогательное оборудование:

  • Полный комплект резервных плат системы управления печью  – 1 шт.
  • Наладочно-диагностический комплекс  – 1 шт.
    – Портативный компьютер
    – Адаптер для подключения портативного компьютера к СВ
    – Комплект ПО
  • Пульт диагностики (ПДУ) на основе персонального компьютера  – 1 шт.

Требования безопасности

  • Конструкция и электрические схемы системы управления печью выполняются в соответствии с требованиями «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ);
  • Управления печью соответствует требованиям безопасности по ГОСТ 12.2.007.0 и ГОСТ 12.2.007.1, а также требованиям «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей»;
  • Двери шкафов системы возбуждения, открывающие доступ к токоведущим частям имеют замки и открываются специальными ключами;
  • Температура нагрева внешней оболочки шкафов в самой нагретой труднодоступной точке (кроме силового преобразовательного трансформатора) не превышает 70˚С в нормальных условиях работы.
  • Конструкция системы управления печью обеспечивает пожаробезопасность за счет:
    – применения негорючих и трудно горючих материалов;
    – выбором необходимых расстояний между разно потенциальными токоведущими частями, а также между токоведущими частями и корпусом, применением в необходимых случаях изоляционных негорючих перегородок;
    – применения средств защит, обеспечивающих быстрое обесточивание токоведущих частей;
  • Шумовые характеристики и допустимые уровни звукового давления соответствуют ГОСТ 12.1.003-83 «ССТ ШУМ Общие требования» и не превышает 80 ДБ.

Форма обратной связи

pcomplex27