ABB中壓傳動(dòng)保護(hù)介紹及其改進(jìn)

綦建鋼　李莉芝

摘要：文章介紹了ABB中壓傳動(dòng)ACS6000主回路保護(hù)系統(tǒng)，通過增加失壓繼電器，對(duì)其保護(hù)回路進(jìn)行了改進(jìn)，增加系統(tǒng)安全性。同時(shí)，介紹通過數(shù)字示波器檢測(cè)繼電器動(dòng)作時(shí)間的方法。

關(guān)鍵詞：ACS6000；失壓繼電器；保護(hù)改進(jìn)

中圖分類號(hào)：TG335 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）26-0047-02

1 概述

日照鋼鐵有限公司高速線材生產(chǎn)線引進(jìn)的達(dá)涅利的雙模塊軋機(jī)，電氣傳動(dòng)是ABB的中壓變頻ACS6000。ACS6000是ABB的一種中壓變頻器，采用了先進(jìn)的IGCT整流元件，采用DTC直接轉(zhuǎn)矩控制，保護(hù)系統(tǒng)中采用了控制電源失壓脫扣保護(hù)，和一般保護(hù)相比，具有優(yōu)越性，已經(jīng)相當(dāng)完美。在使用過程中，變頻器暴露出自身的保護(hù)系統(tǒng)存在缺陷，我們對(duì)其保護(hù)回路進(jìn)行了改進(jìn)，使其更加完善。

2 ACS6000傳動(dòng)保護(hù)與一般保護(hù)的對(duì)比

2.1 現(xiàn)在一般保護(hù)實(shí)現(xiàn)

使用保護(hù)裝置的常開接點(diǎn)，使斷路器的跳閘線圈得電，實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。這實(shí)際上存在隱患：（1）在控制電源失去時(shí)發(fā)生故障，微機(jī)保護(hù)因?yàn)槭ル娫床荒芄ぷ?，無法發(fā)出保護(hù)信號(hào)。（2）跳閘線圈失去直流控制電源，造成斷路器拒動(dòng)。

2.2 ACS6000斷路器保護(hù)實(shí)現(xiàn)

ABB斷路器內(nèi)部有2個(gè)跳閘線圈（見圖1）：

圖1 Main Circuit Breaker specification

一個(gè)是常開節(jié)點(diǎn)控制，實(shí)現(xiàn)正常分閘open命令。另一個(gè)是失壓脫扣線圈，執(zhí)行事故trip跳閘命令。預(yù)跳閘回路串聯(lián)了一組保護(hù)常閉接點(diǎn)，當(dāng)拍下急停按鈕或者微機(jī)綜合保護(hù)動(dòng)作，預(yù)跳閘回路斷開，ACS6000發(fā)出trip跳閘命令，跳開斷路器和關(guān)斷IGCT觸發(fā)。因?yàn)閿嗦菲鲃?dòng)作時(shí)間大約有20ms，所以IGCT在斷路器之前，提前關(guān)斷觸發(fā)。

采用常閉接點(diǎn)和失壓脫扣線圈的優(yōu)點(diǎn)：避免了上面的兩個(gè)隱患，適合在配電末端，重要的設(shè)備使用。

3 改進(jìn)

3.1 改進(jìn)的原因

在一次軋鋼過程中，ACS6000的UPS電源損壞，交流220V控制電源失去，引發(fā)了ACS6000故障，經(jīng)檢查，ARU整流柜中其中一塊IGCT發(fā)熱偏高，測(cè)極間電壓異常，對(duì)其進(jìn)行更換后，系統(tǒng)恢復(fù)正常。因控制電源失去，造成IGCT不能及時(shí)關(guān)斷，在主回路的電源和電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)共同作用下，將其損壞。所以，傳動(dòng)柜需要一個(gè)和交流控制電源有關(guān)的保護(hù)。

3.2 改進(jìn)的實(shí)現(xiàn)

在ACS6000變頻器交流220V控制電源兩端，并聯(lián)一只交流電壓檢測(cè)繼電器ZJ的線圈，把這個(gè)繼電器ZJ的常開接點(diǎn)，串聯(lián)到ACS6000 Pre-trip預(yù)跳閘回路。具體見圖2：

圖2

3.3 動(dòng)作過程

當(dāng)交流控制電源失去時(shí)，繼電器ZJ的常開接點(diǎn)斷開，預(yù)跳閘回路斷開，ACS6000系統(tǒng)發(fā)出trip跳閘命令，封鎖脈沖信號(hào)，同時(shí)使進(jìn)線的高壓斷路器跳閘。

4 檢驗(yàn)可行性

利用示波器，繼電器斷電反應(yīng)時(shí)間檢測(cè)回路（見

圖2）：

圖3

ZJ為被檢測(cè)繼電器，P1、P2為示波器的檢測(cè)點(diǎn)。首先空開K1合閘，使繼電器ZJ得電吸合。合空開K2，使P2通過繼電器ZJ的常開接點(diǎn)得電。示波器設(shè)置：P1作為P2的觸發(fā)信號(hào)。開始測(cè)試：斷開K1，檢測(cè)點(diǎn)P1失電，示波器開始觸發(fā)，開始記錄檢測(cè)點(diǎn)P2的波形，經(jīng)過一個(gè)很短的延時(shí)t，繼電器ZJ的常開接點(diǎn)斷開，檢測(cè)點(diǎn)P2失電。經(jīng)過20余次檢測(cè)，由示波器讀出P2記錄的工頻波形時(shí)間，也就是延時(shí)t，范圍在3～7ms，造成這樣的差異，是因?yàn)閯?dòng)作時(shí)刻的工頻電壓的向量角度不同。大多數(shù)情況下是在5ms，最長(zhǎng)不會(huì)超過10ms，也就是，在50Hz工頻的半個(gè)周波內(nèi)，繼電器完成動(dòng)作過程。

5 結(jié)語

根據(jù)ABB對(duì)主回路斷路器保護(hù)要求：繼電保護(hù)信號(hào)在故障60ms內(nèi)，給ACS6000預(yù)跳閘信號(hào)。測(cè)試結(jié)果表明，使用這樣的繼電器，動(dòng)作時(shí)間小于10ms，更小于60ms，是滿足ABB對(duì)繼電保護(hù)要求的。2007年控制回路改造后，ABB中壓傳動(dòng)經(jīng)歷了多次非正常停電考驗(yàn)，至今運(yùn)行正常。

參考文獻(xiàn)

[1] ABB，ACS6000.“MCB Specification for ACS 6000/5000 Application”-document number 3BHS125149E60.

作者簡(jiǎn)介：綦建鋼（1973—），男，山東平度人，日照鋼鐵有限公司棒線廠工程師，研究方向：電氣自動(dòng)化；李莉芝，女，日照鋼鐵有限公司能源管控中心高級(jí)工程師，研究方向：電氣自動(dòng)化。