KZX10整流智能控制柜使用说明书.docx

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1、亿利化学高新产业股份有限公司KZX10晶闸管整流装!智能控制柜使用说明书九江赛晶科技股份有限公司二o-七年四月目 录1. 产品概述12. 使用条件13. 主要技术参数 24. 原理简述25. 结构特征56. 人机界面操作说明 77. 设备安装 148. 调试运彳亍 149. 维护及注意事项17附表：1 故障报警分类表 A-12 KZX10晶闸管整流装置智能控制柜外形图B-11. 产品概述KZX10晶闸管整流装置智能控制柜是我厂针对电化学、电冶金行业整流所供 电特点，推出的一种最新型的晶闸管整流机组计算机自动化控制系统系列高端技术 产品。它以我厂最新研制开发的JM810晶闸管数字稳流控制器为机组

2、稳流控制核心， 以高性能的机组PLC及触摸屏人机界面为自动化监控核心，采用完全独立的全数字 化的双通道系统构成冗余热备用设计，仅需单个JM810数控器能工作正常，即可实 现机组基本整流直流送电，确保稳流系统的可靠工作。控制柜内的机组PLC监控装 置可完成对机组高压断路器、整流柜、就地控制柜等机组整流设备的操作控制、故 障保护及数据采集等功能，通过控制柜面板上所设触摸屏人机界面POD，可完成全 部就地操作及监控。该系列产品采用西门子或AB等中高档系列PLC模块为产品系统网络管理器， 可靠性高、灵活方便、开放性能好，可构成各种形式通信网络，与上位机或工艺 DCS及整流所综自监控系统等实现网络通信。

3、支持 MPI、Profibus、DH485，DH+，DeviveNet, Modbus，Ethernet 及光纤通信 等。支持系统自诊断功能，提示所有功能模块的异常状态信息。支持数字化参数在线调整，界面实现现场在线可编程逻辑选择。支持在线更换PLC、数控器等控制柜所有功能模块和器件。支持远程下载程序和修改系统参数等远程诊断维护功能。产品采用全密封结构设计、加热及散热自动控制，充分的抗电磁干扰设计，极 大提高了该系列产品设备的平均无故障工作时间，使产品适应于冶金化工各种恶劣 现场环境下，长期可靠运行。本系列产品适用于220KV、110KV、35KV电压及以下等级的电化学、电冶金 整流所的单机组六

4、脉波或十二脉波晶闸管整流机组供电配套的自动化控制系统，是 我厂KZX01、02系列晶闸管整流控制柜的全新换代产品。2 .使用条件：(1) 海拔不超过3000m；(2) 环境温度：-20C+45C。(3) 相对湿度：小于95%。(4) 无剧烈未震动和冲击及垂直倾斜小于5%的户内场所。(5) 无导电尘埃、无腐蚀性气体、无爆炸危险环境。(6) 控制柜可靠接地，接地电阻小于1Q。(7) 没有、易爆易燃、和没有腐蚀金属、破坏绝缘的、蒸汽的场所；(8) 电网电压变化小于10%。3. 主要技术参数(1) 控制柜工作电源：单相交流220V。(2) 整流柜二次回路电源：单相交流220V。(3) 控制形式：单台十

5、二脉波整流调节触发控制。(4) 同步信号：三相四线100V PT电压信号。(5) 反馈方式：直流和交流两种。(6) 自动稳流精度：0.5%(7) 功率因数：0.9(全导通时)4. 原理简述KZX10晶闸管整流装置智能控制柜的原理系统方框图如图1所示。按其系统功能来分，主要由机组稳流控制系统、机组PLC监控系统两部分组成。1.机组稳流控制系统KZX10_6晶闸管整流装置智能控制柜产生的12脉波晶闸管稳流系统，采用两 套JM810晶闸管数字稳流控制器构成的，完全独立的全数字化的双通道系统冗余热 备稳流调节触发控制系统，其主要由JM810数控器、JM301交流变换器、JM360 触发电源等功能单元组

6、成。(1) JM810数控器JM810晶闸管数字稳流控制器简称JM810数控器，是我厂新开发的KZX10晶 闸管整流装置智能控制柜中稳流控制的核心单元。其硬件系统主要由MCU、LCD、键盘、通讯接口、开关量I/O、A/D变换、同 步检测、脉冲功放、通道监控及电源等电路组成，完成晶闸管脉冲形成，功放触发、 稳流调节、双数字通道备用监控、系统保护监控功能、人机界面操作及数字网络通 信等软件功能。JM810数控器原理及操作使用详见JM810晶闸管数字稳流控制器使用。(2) JM301交流变换器JM301交流变换器主要是对大容量整流装置的交流反馈信号进行变换，让来自 交流CT侧的3相交流5A(或1人)

7、输入电流信号，通过电流互感器将其变换成0.1A 的电流信号，再经3相整流以后转换成010V的直流信号输出，以提供交流等效 测量及交流闭环调节控制使用。图1 KZX10晶闸管整流装置智能控制柜的原理框图JM360触发电源JM360触发电源模块是将输入的交流单相电压，通过整流滤波变换成直流电压 输出，在大容量晶闸管整流装置控制系统中，为触发脉冲的功率放大级提供直流工 作电源，使触发脉冲的幅值和功率满足晶闸管的门极触发要求。2.机组PLC监控系统2.1机组PLC监控系统构成机组PLC监控系统，由PLC CPU主单元模块、开关量输入输出模块、网络通 信模块、模拟量采集模块、交流电力数据检测模块和触触摸

8、屏人界面所构成。实现 对整个机组的全部设备的状态数据采集和自动化操作监控功能。机组PLC可选型为SIEMENS及AB公司的中高档系列PLC构成，其柜内具体 的PLC硬件布置图如附表2所示。2.2机组PLC可以监控系统主要功能（1）运行操作a）有载开关升降压操作b）高压开关分合闸操作c）直流、水泵启停操作（2）故障检测、报警保护a）整流柜故障b）控制柜故障c）整流变压器故障d）工艺故障e）变压器辅机故障f）纯水冷却系统故障g）油风冷故障具体故障分类及处理保护类型详见附表1故障报警分类表。（3）数据采集a）开关量进行采集整流控制柜、高压开关、油风冷、纯水冷、有载开关档位等状态。b）模拟量进行采集直

9、流电流、直流电压、导通角、水温、油温、水压、有载档位等。（4）数字通信通过PLC通信模块接口，及工业现场总线实现：a）柜内各智能数字模块、触摸屏人机界面POD等设备通信网数字通信b）与外部系统机组PLC间、上位计算机工作站及工艺DCS监控系统间的控 制网络数字通信。5. 结构特征1.外形结构KZX10晶闸管整流装置智能控制柜外形图如附图1所示。图2 KZX10晶闸管整流装置智能控制柜面板布置图3.面板说明(1) 显示仪表直流电流表 整流柜输出直流电流直流电压表 整流柜输出直流电压(2) 指示灯电源指示一一控制柜外接工作电源送电指示。高压合闸一一高压开关合/分状态指示。故障报警当前系统出现故障信

10、号指示。紧急停车按钮紧急停车信号操作。(3) 人机界面POD整流机组的所有近控操作均可在POD上实现，有关POD人机界面详细操 作说明见后所述。6. 人机界面操作说明一、画面选择人机界面上电后即自动进入默认画面，如下图3所示:KZX-1C晶闸管整流自动化监控系统2000/12/31 10:59:39；灼蒙亿利化学工业有限会司H:M整流自劫化监控系统主接线图操作监控 故障糖控 趋势图数据监控历.史记录系统设定退出系统九汪赛晶科技股份有限公司二；2皿7年3月主接线图操作监控限为1级。可由画面选择按钮进入各功能画面。:进入进入电流给定和有载监控画面。系统设定:进入各操作监控画面。操作时要求输入相应级

11、别密码，此操作权进入系统管理画面，进入要求输入级别密码，此操作权限9级。二、电流操作画面当点击画面选择栏中的 se按钮时，会进入电流给定画面，可完成 机组手自动电流给定调节。其窗口界面如下图5所示：KZX-10晶匣管整流自动化监控系统2000/12/31 10:59:39主接.线图:.:直旋电压000 V 真流电派:I。00 ICA； 导通角I 000.0图5电流给定画面在此画面中，可实时显示以下内容：1. 整流柜导通角/控制角2. 当前给定值3. 整流输出直流电流、直流电压4. 当前的给定模式5 .有载升降操作给定按钮如下：机组升:机组降I点击此键，可增大或减少整流柜闭环给定值。频率为当前设

12、定给定步 长值（在系统设定中，默认闭环0.05KA,）。三、机组操作画面当点击画面选择栏中的二整卞心独按钮时，会进入辅机操作和整流柜操作画面，其窗口界面如下图6所示:主画面KZX-10晶闸管整流自动化监控系统2000/12/31 10:59:39整流机组操作监控通道1停止极化电源未投直刀禁合整流停r限流提示工刀分启动水泵1 .启动水泵2合脉冲有载升压有载降压停止水泵1 停止水泵Z分脉冲有载急停图6 操作监控画面 在此画面中，可实时显示以下内容：1. 纯水冷和直流刀状态等外围设备显示和操作2. JM810控制器的状态和操作四、机组故障画面当点击画面选择栏中的机组故障按钮时，会弹出所有故障监控画面

13、，显示 当前系统所有故障报警时，字牌会变红。如下图8所示：主画面KZX-10晶闸管整流自动化监控系统2000/12/31 10:59:39机组水压.低坦缘降低水温高水田低锁脉冲整流机绢故障监控DCSTZ跳向同步异常整流故障挣伺失强触发佰数控； 同步异常失强触发脉;中断釜脉冲断线过压击穿多快婚断揽豚冲辅院开关浪障通讯异常酒讯异常单快熔断宜流过淀航脉冲多快熔断直流过流素急跳瓯此画面可实时显示以下内容：显示当前系统所有故障报警（当有故障时，字牌变红）情况;复位:当故障消失时，按压此钮，可恢复系统正常；五、数据监控画面：三三模号成:档:位:出水水温顽0一旌永北压：XIPa：:6o：/do:宜流电流-K

14、A -如风二整如由温顺O: E声通角KZX-10晶闸管整流自幼化监控系统2000/12/31 10:59:39该页面显示各模拟量的数据实时值。五、趋势图趋势图画面中，可显示当前直流供电输出直流电流，直流电压；趋势图记录当 前时间及前30分钟的一段数据曲线，每3秒采集1个数据点，自左向右移动。其 窗口如下图10所示：势图。六、系统设定在系统管理画面中，主要对整流系统机组直流电流上下限、开闭环给定步长、 严重故障报警跳闸时间等一些重要参数进行设定，此操作权限为9级，其窗口如图 11所示：KZX-10晶闸管整流自动化监控系统2000/12/31 10:59:39:星程设定壬报警设定三自动给定步长00

15、.00 KA宜流电GE000 V整流柜水温00000 C整流柜水压00000 MPa整变油温ooooo r。报警1锁脉冲2跳闸主画面:水氏低类型ro000. 0s000. 0S000. 0s000. 05E000. 0S000. 0s0S000. 0 S000. 0直流过流桥宫过我多快婚断报警跳闸直流过流报警。顶KA 直流过流跳闸| 00.。KA图11系统管理画面1. 在此画面中可设定直流过流报警和跳闸值，闭环给定步长值，2. 在此画面中可设定严重故障报警和跳闸时间和跳闸类型。3. 模拟量的量程功能设定4. 调试运行切换七、退出系统退出系统画面主要是对POD系统内部初始参数进行设定。包括POD

16、系统时间 设定上、密码管理、下载程序等。参见西门子KTP700硬件使用手册。7. 设备安装1. 安装前设备检查本控制柜到达用户单位后，拆除其外包装后，须详细核查控制柜整体、内部及 面板上各部件安装是否完好，部件间的接线是否正确，紧固件是否松动，电气部件 是否完好、无脱落等。如发现有因运输或其它原因造成的电气元件损伤、失效现象，请立即与本厂联 系。2. 设备安装(1) 本控制柜为户内式，与整流柜对应，将其就位安装于一牢固水平基座上。(2) 控制柜应可靠接地。(3) 按照控制柜外引端子图，正确连接好电源进线，以及与整流柜、控制柜、直 流刀、高压开关等相关设备连接电缆。8. 调试运行1.现场调试本产

17、品出厂时，已经严格出厂检测和试验。现场设备实际使用投产运行前，仍 需按规定的程序进行全面仔细的现场调试和实验，具体程序步骤如下：(1) 设备调试人员必须仔细阅读本产品说明书，了解本设备工作原理，熟悉使用， 运行，维修方法及使用注意事项。(2) 通电前接线检查设备在第一次通电前须对照电路原理图及外引端子接线图进行仔细检查，确定外引接线和电器安装无误。(3) 通电检查现场首次通电，应确定所有外部连接设备全部在停电状态，控制柜内全部自动形状在分开位置。正常情况下，可按以下顺序逐步进行通电检查。a) 合UPS总电源b) 合整流柜电源c) 合PLC电源d) 合仪表电源e) 合辅机电源f）合同步电源1g）

18、合触发电源1h）合数控器电源1i）合同步电源2j）合触发电源2k）合数控器电源2l）合其它电源（4）系统初始参数确认控制柜通电正常后，须按现场设备运行工艺要求，在机组POD上，对系统初 始参数进行确认和设置。PLC监控系统设定参数主要包括有：报警类型、时间、上下限设定；模拟量量 程设定；操作连锁设定等。数控器通道系统设定参数主要包括有：各运行控制状态及运行参数等。全部系统具体参数设置内容参见附表所示。系统在以后的正常送电过程，系统将保持上次的设定值。（5）外部设备调试检查以上控制柜内通电检查无误且进行完相关参数设置后，逐步送合外部各设备工 作电源，并进行相应状态操作传送实验。（6）整流柜轻负载

19、试验在完成以上控制柜初步检查后，可关机准备做轻载试验。a）试验前准备：直流刀开关全部分开，变压器有载开关置于最低电压档，用万 用表检查整流柜内各桥臂与整流臂间及正负输出极间有无短路现象。b）用一根2KW的电炉丝作负载接在正、负极母排上，示波器取样接在电炉丝 上，取样电压约10V100V之间均可。c）送控制柜全部电源，选择“近控”“手动”，将给定设为零位。d）合变压器高压油开关。e）调节手动给定值，从示波器上应观察到正常输出正常整流波形并且直流电压 表有相应指示。若看不到波形或波形不正常，则应改变设置数控器触发相序 方向。f）配合示波器及数显表，分别设定好当前机组的初始定相及最大限幅角数值， 调

20、整使输出波形可从零起始并可到最大全开通不过顶。g）将数控器选择切到“自动”，可观察输出波形均匀上升并至全开通。（7）整流柜短路模拟负载试验在完成以上轻载试验后，可关机准备做负载试验。a）试验前准备：接好轻载试验负载及短路模拟负载。b）送控制柜电源，确认已将控制柜选择为“近控”“手动”，手自动给定在零位， 检查反馈连接线路是否正常。c）合变压器高压油开关。缓慢调节手动给定值，观察输出波形缓慢随之增加。d）用万用表检查反馈信号极性及反馈量。e）确认反馈信号正常时，并在数控器可以正常测量和显示，即可将“手动”设置 切换至“自动”，缓慢调节自动给定，观察输出波形缓慢随之增加，注意此时 电流能否稳定正常

21、。若发现系统有振荡现象，可调整相应PI参数数值，直 至系统正常稳定。f）自动稳流性调整好后即可检查系统稳流精度，升或降有载开关1-2档，观察 整流柜输出电流的变化情况。以上给出一般性调试的主要过程，供设备投产调试参考，实际现场调试时，可根 据用户现场情况作相应变通。2 .运行操作在本控制柜及配套整流柜及相关设备组成的机组整流控制系统调试全部结束 后，即可按用户生产管理要求，制定出相应的运行操作规程。以下给出本机组整流 控制系统在单机组运行时的参考操作规程。（1）机组送电前准备a）合控制柜PLC及全部回路电源微开关。b）机组电流给定置零位c）开启纯水冷却器及油风冷。d）开启直流传感器电源e）调整

22、有载开关至合适档位（2）机组送电a）合高压断路器b）调整有载开关至合适档位c）调整电流给定值至目标值。（3）机组停电a）机组电流给定置零位b）调整有载开关至低电压档位c）分高压开关d）分所有辅机e）分控制柜PLC及全部回路电源微开关。9. 维护及注意事项1.运行维护(1) 值班运行及维修人员必须仔细阅读本说明书，了解熟悉本设备工作原理、 严格按规程操作。(2) 值班人员应定时进行巡视，观察控制柜面板各显示仪表、指示灯等情况， 出现问题及时处理并作详细记录。2. 注意事项(1) 严禁在不满足本产品使用条件下，长期运行本产品。(2) PLC等器件设备要进行可靠接地保护。(3) 严禁给PLC各模块，

23、施加非额定工作及控制电源(4) 严禁给PLC输入模块，施加非额定工作电压(5) 严禁带电时插拔各PLC模块(6) 严禁带电时插拔各数控器附1：故障报警分类表卬故障类型报警类型功能说明备注1.辅助开关故障02.紧急停车1直接封锁脉冲3.整流柜失二次电源04.整流柜温度高报警05.整流柜湿度高报警06.水压低1持续3S报警，20S锁脉冲可在POD上设定7.水温高08.操作过电压09.桥臂过热1持续3S报警，10S锁脉冲可在POD上设定10.单快熔熔断011.多快熔熔断1持续1S报警，2S封锁可在POD上设定12.直流过流124.2KA报警 24.9KA锁脉冲持续5S报警，10S锁脉冲可在POD上设定13.纯水综合故障014.纯水水质低015.付水温度高016.付水压力低017.付水流量低018.油风冷综合故障019.工艺联锁2持续0S报警，0S封锁可在POD上设定20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.注： 1类故障：立即降电流、给定回零，3S封锁脉冲，4S分触发。.2类故障：立即降电流、给定回零，3S封锁脉冲，4S分触发、5S跳高压。葺2“K7-X-0 和画晦mBBH落票芯Efr_一希存fflKts出0 10 #