风机跳闸保护.docVIP

1 前 言 　　莱芜钢铁集团有限公司(简称莱钢)2×750m3和4×120m3高炉鼓风机，运行中常常由于电气控制系统发生故障而突然停机，造成高炉灌渣，烧坏渣口、风口、吹管、弯头等，迫使高炉长时间事故休风。不但抢修时间长,而且给复风后的炉况恢复增加了难度,造成重大经济损失。因此,防范风机自停事故,提高风机运行的可靠性具有重要意义。 2 改造内容 　　对风机事故原因进行统计分析，发现造成风机自动跳闸的原因主要有三种情况：一是低电压保护动作造成的跳闸事故；二是二次控制电源断电造成的跳闸事故；三是电网“电压突降”造成的跳闸事故。针对以上三种情况，分析认为风机的原设计(电气控制原理)存在某些缺陷，不适应炼铁工艺的要求。为此进行了以下改造。2.1 去掉低电压跳闸保护　　就大中型风机而言，传统的设计方案都有低电压保护，或作用于跳闸、或作用于信号，而对于突然停机就会造成较大事故损失的风机，则不应设置低电压跳闸保护。否则，当电源电压降至整定值以下时，风机就会突然自动跳闸，势必造成严重的生产事故。由于电力系统的电压受诸多因素影响变化较大，而且其变化趋势难以判断和控制，因此电力系统常常会处于低电压运行状态。这样当电压降低到“整定值”时，如果让其继续运行，则极易发生突然跳闸事故，造成严重损失；如果人工停机，或来不及，或刚停机不久电压又恢复正常,开机不久电压又下降至“整定值”,不论对设备还是对生产,危害都是很大的。　从另一方面来讲，风机属于恒功率负载，当电压降低时，只是电流会相应增加，只要不超过电机的额定负载能力，就不会影响到电机的正常运行，也就不会影响生产。只有那些平时负载率就已经很高的机组，当电压降低到一定程度时，会产生过载现象，但即使是这种情况，低电压保护也不应作用于跳闸，而应让其作用于信号系统。这样操作人员得到信号后，就可以根据实际情况进行相应的调整，如降低风量、减轻负载等。风量的略微降低，不会对高炉生产产生太大的影响，当电压回升后，再把风量调至正常。这样，低电压跳闸事故便得以避免。2.2 增设专用二次控制电源　　大型风机一般采用6～10kV电源，一次侧采用断路器控制。该断路器要有相应的二次控制电源，而一般控制现场采用直流控制电源比较麻烦，多采用交流控制电源。从图1看出：～220V控制电源的可靠性十分重要。改造前，该电源引自6kＶ控制柜以外的低压电源系统。众所周知：电力系统中离电源越远(电气距离)的地方，可靠性也就越差。实际运行中，该电源常因元件故障、停电检修、倒换电源、误操作等原因断电,此时,尽管高压6kV电源完全正常,但也避免不了风机跳闸事故的发生。因此可设置专用二次控制电源,只需要增加1台单相轻小型干式变压器即可(如图1中的TC,所选型号为DG-5kVA/6/0.22kV),就可彻底解决因低压电源系统故障波及二次控制电源而导致的风机跳闸事故。 图1 鼓风机电气控制原理 增设专用二次控制电源，不仅避免了二次控制电源断电造成的跳闸事故，而且还增加了一个重要功能：电气联锁功能。即只有先合上隔离开关QS，变压器TC才得电，QF1和QF2才能相继合闸，从技术上避免了带负荷操作隔离刀闸误操作事故。2.3 设置“瞬时断电延时自起动控制线路”　　电网停电事故时有发生，但其中多数情况属于“瞬时失压”。 瞬时短路故障一般都能靠一次重合闸恢复供电，其断电时间仅在1s左右。有时电源根本就未中断，只是电压突然大幅度降低，即所谓的“电压突降”。鼓风机在这些情况下虽已停机，其风压有较大下降，但仍能维持在一定水平上，这时如果能及时启动风机，风压就能迅速恢复，这样高炉就不会发生灌渣事故。基于这种考虑，设置了如图1所示的瞬时断电延时自启动控制线路。图中KT1为断电延时断开动合触点，KT2为断电延时闭合动断触点。正常运行时它们均在闭合状态，当系统发生“电压突降”时，KC2无压失放，QF2跳闸。若在1s左右系统电压恢复正常，则由～220V电源—SB1—KT2触点—KT1触点—KC3触点—KC2线圈构成的延时自启动回路，重新使KC2吸合、QF2自动合闸，电机进行自起动，直至恢复正常运转，这样事故就不会发生。两时间继电器的整定值必须要整定恰当，KT1可整定为1.2s，不可过长。这是因为系统从停电到一次重合闸成功一般要经过接近1s左右的时间，而且在此时间内风机的转速和风压仅下降一定数值，灌渣事故尚未发生，若时间过长，一方面灌渣事故已经发生，损失已无法挽回；另一方面，因电机转速下降过多，自启动时由于是全电压启动，启动电流较大，超过过流继电器KA2、KA3(按降压启动设计)的整定值，使其动作，造成自启动失败；KT2的整定值必须大于KT1,以保证手动停机时不会发生自启动现象，这里可整定为2s。设置了这种控制线路后，因“电压突降”造成的灌渣事故得以避免。 3