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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      1092 查看 0 回复  [上一主题]  [下一主题]

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钢铁行业电气设备解决方案 
作者:  来源:输配电产品应用开关卷 总第78期 
  1设备与需求
  
  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。

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