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    河南焦作市中鋁公司中州分公司2＃焙燒爐整個控制系統采用的是美國Honeywell公司DCS集散控制系統，它具有響應時間快，性能穩定，保護功能齊全，可在線調試，通信功能等優點。

1  現場概述

    作為焙燒爐“心臟”的ID風機的配套電機采用上海電機廠生產的 YKS1000-4 鼠籠式電機，額定電壓6000V，額定電流115A，定子繞組“Y”接，并采用直接啟動方式。ID風機電機高壓開關柜采用ABB公司ZS1鎧裝式金屬封閉開關設備，內配VD₄M-10/630-31.5KA真空斷路器，與VD₄真空斷路器配套的操動機構是結構緊湊、性能穩定的平面蝸卷彈簧操作機構。 ZS1開關柜保護繼電器配置ABB集團的REF541饋線終端，REF54-保護繼電器基于增強運行性能的多處理器環境，數字信號處理與強大的 CPU 結合在一起并與分散式的 I/O 處理裝置并行運行，以增強響應時間及精度。包含帶不同畫面的 LCD 顯示的 MMI使就地使用 REF54-安全簡單。MMI 指導用戶如何進行操作。REF54-保護繼電器為配置自動化 PYRAMID 變電站自動化系統的一部分并對該概念的功能特性及靈活性作進一步的擴展，這是由于在 PYRAMID 中使用了最先進的技術才使得其具有這一特性。

2  控制方式及保護整定

    (1)  控制原理圖及邏輯圖

    ID風機電機啟動、停止及運行狀態均由中央控制室PC機控制，電機電氣部分控制原理圖見圖１，ID風機電機中央控制室Honeywell PC機啟停邏輯圖見圖2。

    (2)  ID風機保護方式

    由于ID風機電機為6000V電機，所以其啟動、停車指令均為脈沖信號，設定指令保持5s，并且在啟動或停車1min之內不允許有任何操作。在REF541饋線終端上存有四種反時限和正時限保護曲線，選用反時限保護。每一種反時限曲線里又有數條變化不同的曲線，各種曲線的α、β值取值見表1，根據風機啟動的特殊性，筆者選取ID風機電機為長反時限保護，利用ABB公司提供的計算公式：

    t =（k×β）/ [(I/I>)^α-1]和高壓電動機保護整定計算公式計算出：過流6A，10倍，8s，速斷8倍（40A），接地60mA，1s跳閘。

圖1  ID風機電機電氣部分控制原理圖

圖2 中央控制室Honeywell PC機啟停邏輯圖

表1 α、β值取值表

3  ID風機誤跳車的現象及處理方法

        (1)  ID誤跳車現象及經過

        在試車階段，首先用手動模擬中央控制室Honeywell的PC機(以下簡稱PC機)工作原理發出啟動及停車指令，即用兩個氣密式開關HZ10M-10/1替代來自PC機上的指令（見圖1），空試電機，電機啟動、停車均正常，通過高壓配電室的PYRAMID系統監測，可以看到如圖3的啟動曲線，同時還監測到啟動電流最大時為614.97A，ID風機風門開度80％時，電機電流為70A。然后用PC機試車，卻出現電機剛啟動卻忽然又停車的現象，而在高壓配電室的PYRAMID和高壓開關柜上的REF541饋線終端均無報警信號，此時觀測到的最大電流也只有617.87A，并且在PYRAMID中正常報VD₄真空斷路器分閘和合閘信號，在PC機上觀測發現ID風機電機在啟動時準備信號和運行返回信號均正常，問題是PC機發出啟動指令后，運行返回信號有短時消失現象。根據ID風機電機邏輯圖（見圖2）可知此時ID風機已具備停車條件。仔細檢查和分析了程序、邏輯圖以及繼電器屏上所有OMRNO中間繼電器，但均末發現毛病，首先判斷是否采用DC24V電源信號經ZS1高壓柜再到繼電器屏衰減過大引起（從高壓柜到繼電器屏距離大約有500米左右），所以將DC24V電源改為AC220V，并更換相應的OMRNO繼電器。再次啟動ID風機，發現故障依舊，通過觀察繼電器屏發現OMRNO繼電器（帶有信號燈指示）在PC機發出啟動指令時燈亮，隨后燈閃滅，然后又亮，而此時電機已停車，并且PC機上運行返回信號仍有瞬間跳斷現象，所以判斷不是運行返回信號衰減引起。經過仔細分析討論上述現象得出以下結論：運行返回信號是在合閘指令發出后正常，VD₄真空斷路器閉合，QF閉合，K2常開接點閉合返回給PC機的（見圖1），說明VD₄真空斷路器在PC機發出合閘指令后已經合上，電機已正常啟動，但稍后運行返回信號瞬失，造成PC機發出跳閘指令（見圖2），導致ID風機電機跳車，從而說明了VD4真空斷路器在合閘后，控制回路的QF輔助觸點工作不正常。在高壓配電室再一次操作VD4斷路器發現它在合閘后，儲能操作機構開始儲能，儲能馬達工作時，發出噠噠聲，VD4斷路器有明顯震感，蝸卷彈簧受力卷緊，對QF輔助觸點也產出震動，從而出現在VD4合閘后，輔助接點閉合，有運行返回信號，緊接著儲能時QF輔助接點受震動，發生顫抖，造成運行返回信號時強時弱，而此時中央控制室上的Honeywell機認為運行返回信號已消失，隨即發出分閘指令，造成啟動ID風機失敗。

圖3  ID風機電機啟動電流曲線圖

        (2)  處理方法

    綜上所述，將邏輯圖做了相應修改。根據高壓柜電動儲能機構的儲能時間為15s的要求，做了以下變動：在ID風機電機啟動后，將PC機運行返回信號延時保持20s，以避開儲能機構工作時對運行返回信號的干擾。上述工作做完后，再次啟動ID風機電機，在PC機監視與高壓配電室的PYRAMID監視啟動電流值相吻合，運行返回信號正常，電機順利啟動成功，并觀測到電機最大啟動電流值為617.87A，當風門開度80％時，電機電流為72A。

    因為有了ID風機電機試車成功，因此在2001年2月28日， 2＃焙燒爐一次點火成功，3月6日凌晨2時，氧化鋁順利產出。