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钢铁行业电气设备解决方案
jiang_0514 发表于 2009/8/20 13:06:27 1724 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]
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1.1通讯控制设备
通讯控制设备应用在企业中的各个自动化生产环节，包括过程控制与监控、自动化设备、测量仪器仪表、各种传感器、执行元件和机构、以及其它计算机辅助系统设备等，比较典型的有PLC（可编程控制器）、DCS（分散控制系统）和工业控制计算机等装置。通讯控制设备的特点体现为数量多、分布广、应用环境复杂多样，它们能否工作正常，有赖于电源供给的质量，自动化程度越高的应用场合，对电源质量的依赖越明显。
例如PLC等装置，通常要求供电电源为50Hz、220V±10%，可以承受的中断时间小于10ms，由于设置的数据需要初始化，一旦运行则不能停止工作。实际应用中，PLC却很容易受到电源质量的影响，象电磁干扰、零地电压高、电压过高或过低、电源中断等问题，都会造成PLC工作不正常，并最终导致PLC所控制的设备出错，影响生产进程。而在工业应用环境，电源质量问题是频繁发生的，因此，生产自动化的通讯控制设备应采用具有稳频稳压功能的在线式UPS提供电源保护，对UPS供电可靠性需特别关注。
对于机房里使用的计算机、服务器及网络设备，同样面临着各类电源质量问题，并可能发生数据丢失、误码、硬件损坏等情况，同样要求采用在线式UPS提供可靠电源保护。
1.2动力设备
钢铁生产流程的动力设备以电机负载为主，从功能上大体可以分成两类：
1）生产机械的动力驱动，例如轧钢机传动，恒转矩负载，工艺要求调速传动的，大多数采用直流传动或交流调速传动。采用直流传动的，需要配置直流驱动器；采用交流调速传动的，则需配置变频器。不管是采用直流或者交流传动，这些设备都会面临电源故障的问题（断电、电压波动），并由此发生产品缺陷、生产设备受损甚至是生产事故，因此需要配置UPS电源保护。
2）钢铁生产流程中大量采用的供/排水泵、鼓风机和除尘风机。风机的数量多，一些风机的容量比较大，一般为中压电机（3-10KVac），常规设计为不停机运行，采用MW级供电电源；风机的励磁系统需要单独供电，由UPS提供电源保障。
1.3信息中心
随着钢铁行业信息化技术的不断发展进步，钢铁企业将信息网络技术、计算机、Internet以及电子商务运用到钢铁企业的产品研发、技术改造、质量控制、供应链等作各个过程，从而实现信息化，促进提高企业运作效率、降低成本、进一步提升企业竞争力。
钢铁企业信息化，包括三个层次：网络平台、业务平台和企业应用系统，而业务平台和企业应用系统都是构建在网络平台之上，所以网络建设是重中之重。建设一个安全可靠的基础电力保障设施，是网络建设必要的基础工程。所以在钢铁企业，UPS系统对构建不间断安全供电平台的重要性日益突显。
2解决方案
2.1通讯控制设备
铁水脱硫处理、连铸、RH浊环水，转炉的加料、吹氧、出碴、除尘、水循环等各个环节都采用PLC自动控制系统，实现各个工艺环节的自动控制，电网的波动和中断会影响炼钢的质量。为了保证系统的可靠运行，必须配置UPS以提供纯净的不间断电源，推荐容量在3kVA～100kVA。
图1炼钢连铸机
图2炼钢转炉
2.2动力设备
由于倾动电机和提枪电机等设备，均属于电机类负载，其启动电流通常会达到额定电流的7~11倍，并维持数百个周波（每个周波20ms），对UPS的冲击比较厉害，UPS较易发生过流保护。所以要用UPS直接带电机，UPS的额定功率应是电机额定功率的5倍以上。对于70KW的电机，应配置70KW×5=350KW，考虑UPS的输出功率因数为0.8，则应配置UPS的功率为225KW÷08≈440KVA。
如果在电机之前增配变频器，利用变频器控制电机的启动，将启动电流限制在较小程度（1～1.25倍额定电流），这样可以减小UPS的配比。UPS带变频器、变频器带电机的模式，则推荐容量比例UPS：变频机：电机=1.5：1.25：1。对于70KW的电机，可配置70×1.25=87.5KW的变频器，配置70×1.5÷08=131kVA的UPS。
图3UPS与变频器的组合应用
图3中，UPS输入采用ATS自动转换开关，由2路市电供电。正常情况下ATS自动转换开关投掷到市电1的位置，市电1作为主输入电源，市电2作为备用输入电源。如果市电1中断，ATS自动转换开关将自动切换至市电2供电（切换时间与ATS有关，一般为秒级）；当市电1恢复供电后，ATS自动切换由市电1供电。只有在市电1和市电2都断电的情况下UPS才由电池供电。
由此，ATS双电源输入供电系统可以减少UPS电池系统的放电次数与放电时间，大大提供了系统的可靠性。
2.3信息中心
对钢铁企业信息中心，推荐采用UPS的双回路冗余供电系统，具有高度容错的能力，可以杜绝单点故障隐患。