一、產(chǎn)品概述
SW-DJR-I型微機(jī)直流油泵電機(jī)控制裝置是保定上為電氣科技有限公司根據(jù)電力生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要，廣泛征求電廠、設(shè)計(jì)院等專家技術(shù)人員的意見，參考吸收國(guó)內(nèi)外大量的*設(shè)計(jì)思想和，采用新型的微機(jī)控制技術(shù)和電力電子技術(shù)開發(fā)研制，實(shí)現(xiàn)了該產(chǎn)品的高度可靠化和智能化。
裝置系統(tǒng)適用于各種類型直流電機(jī)（尤其是10KW以上大功率電機(jī)）起、停的智能控制，主要應(yīng)用于火電廠中各種直流油泵的控制，如主機(jī)、小機(jī)直流潤(rùn)滑油泵，氫側(cè)、空側(cè)直流密封油泵等，作為傳統(tǒng)控制方式的更新?lián)Q代產(chǎn)品，它具有工作原理*、安全可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、故障率低、維護(hù)方便等特點(diǎn)。
在火電廠中，為了保證主機(jī)和小機(jī)的安全可靠運(yùn)行，除配有主機(jī)和小機(jī)交流潤(rùn)滑油泵外，還配有主機(jī)和小機(jī)的直流潤(rùn)滑油泵作為備用油泵，通常稱為事故油泵，由比較可靠的直流蓄電池組供電，在事故情況下，確保汽輪機(jī)安全停機(jī)。
汽輪機(jī)的軸承是確定轉(zhuǎn)子在汽缸中輻向及軸向位置，用油做為潤(rùn)滑介質(zhì)并帶走熱量，因此供油系統(tǒng)的可靠工作是軸承工作好壞的基本條件，對(duì)汽輪機(jī)安全性關(guān)系很大，對(duì)大機(jī)組的安全保證更為重要。當(dāng)機(jī)組出現(xiàn)故障緊急停機(jī)時(shí)，主油泵出口油壓降低，交流高低壓輔助油泵應(yīng)根據(jù)壓力聯(lián)動(dòng)自動(dòng)投入，不應(yīng)發(fā)生斷油事故。但有時(shí)因聯(lián)動(dòng)未投或者拒動(dòng)，或因廠用電中斷等原因不能自動(dòng)投入時(shí)，則必須依靠直流潤(rùn)滑油泵的可靠啟動(dòng)，提供正常的潤(rùn)滑油壓來(lái)安全停機(jī)。但是直流潤(rùn)滑油泵往往也會(huì)因失電或控制回路失靈等原因而不能可靠自啟動(dòng)，使汽輪機(jī)供油中斷，當(dāng)軸承斷油時(shí)，轉(zhuǎn)子在軸承內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)楦赡Σ?，軸瓦烏金溫度及回油溫度急劇升高，機(jī)組強(qiáng)烈震動(dòng)，機(jī)內(nèi)動(dòng)、靜部件發(fā)生摩擦，軸瓦很快會(huì)被燒壞，引起機(jī)組重大損壞事故，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。這種結(jié)果，在國(guó)內(nèi)外的電力生產(chǎn)中屢見不鮮。據(jù)國(guó)家有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，在電力生產(chǎn)中，由于油系統(tǒng)的問(wèn)題而導(dǎo)致的故障占總事故的10%以上，在重大設(shè)備損壞事故中所占比例更高。由此可見直流潤(rùn)滑油泵對(duì)安全可靠運(yùn)行的重大意義。
氫側(cè)、空側(cè)直流密封油泵如運(yùn)行不可靠，將使機(jī)組運(yùn)行存在重大隱患。潤(rùn)滑油泵、密封油泵之所以要有備用油泵，就是其對(duì)機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，之所以采用直流電機(jī)，就是因?yàn)橛眯铍姵貫槠涮峁┕ぷ麟娫?，可靠性較高。但是由于直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特點(diǎn)及其落后的控制方式，造成了其本身工作極不可靠，而且對(duì)整個(gè)
直流系統(tǒng)造成較大的沖擊，進(jìn)而對(duì)二次回路的正常工作造成極大危害。
直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的特點(diǎn)就是：?jiǎn)?dòng)電流大，沖擊電流可達(dá)到額定電流的15-20倍，將使直流系統(tǒng)受到巨大的電流沖擊，電動(dòng)機(jī)亦受到機(jī)械沖擊。針對(duì)這個(gè)特點(diǎn)，目前火力發(fā)電廠中應(yīng)用泛的啟動(dòng)方式是電樞回路串接電阻啟動(dòng)，該啟動(dòng)方式是：?jiǎn)?dòng)時(shí)在直流電動(dòng)機(jī)電樞回路中串入啟動(dòng)電阻，以限制啟動(dòng)電流。啟動(dòng)電阻為一個(gè)至三個(gè)電阻串接的可變電阻，在啟動(dòng)過(guò)程中，開始啟動(dòng)時(shí)，電樞回路接入電源，串入全部電阻，以盡量降低啟動(dòng)電流，隨后以固定時(shí)間及時(shí)逐級(jí)短接三個(gè)電阻，直到電機(jī)正常啟動(dòng)。這種啟動(dòng)方式的應(yīng)用在電力生產(chǎn)中非常普遍，其暴露出的缺陷及隱患也是非常多的，大致有如下幾項(xiàng)：
1、它不能*解決直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中沖擊電流大的問(wèn)題，啟動(dòng)過(guò)程中直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流依舊大于其額定電流數(shù)倍。仍有可能因啟動(dòng)電流過(guò)大而引起電機(jī)加速損壞；
2、控制原理落后，方式復(fù)雜，環(huán)節(jié)過(guò)多，故障率*，維護(hù)工作量很大，這種啟動(dòng)方式需由幾個(gè)大容量的直流接觸器和中間繼電器、時(shí)間繼電器組成，由于元件較多，故障率*，柜體內(nèi)非常擁擠，檢修維護(hù)極不方便；
3、啟動(dòng)過(guò)程中，任何一級(jí)電阻不切換，即可導(dǎo)致直流電動(dòng)機(jī)不能正常運(yùn)行，電阻發(fā)熱嚴(yán)重，電機(jī)過(guò)載；
4、啟動(dòng)過(guò)程中，啟動(dòng)電流仍舊較大，使蓄電池受到電流沖擊，輸出電壓降低，如果有任何一級(jí)電阻不切換，則會(huì)惡化蓄電池的運(yùn)行情況，對(duì)電氣二次回路的正常工作造成威脅，比如事故情況下有關(guān)開關(guān)拒跳，是事故擴(kuò)大；
5、在停泵過(guò)程中，直流電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)，通過(guò)直流接觸器斷開時(shí)的弧光瞬時(shí)加入直流系統(tǒng)，導(dǎo)致直流系統(tǒng)電壓大幅波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)電壓波動(dòng)幅度大于100V，對(duì)電氣二次回路的正常工作造成極大威脅，如現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中的開關(guān)無(wú)故偷跳的現(xiàn)象，就是由此引起；
6、為了應(yīng)對(duì)直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的超高電流，直流電源系統(tǒng)不得不加大容量，使設(shè)備投資加大。
二、型號(hào)定義與適用范圍
1． 系統(tǒng)型號(hào)含義
2．系統(tǒng)型號(hào)與功能對(duì)照表
SW-DJR-I是適用于控制直流電動(dòng)機(jī)的控制柜系列產(chǎn)品，本系列有多種型號(hào)，額定功率范圍從1.5KW-100KW,供用戶選用。
序號(hào) | 設(shè) 備 型 號(hào) | 適用范圍 |
1 | SW-DJR-I-10 | 適用于10KW以下的直流電機(jī)控制 |
2 | SW-DJR-I-20 | 適用于10KW-20KW的直流電機(jī)控制 |
3 | SW-DJR-I-30 | 適用于20KW-30KW的直流電機(jī)控制 |
4 | SW-DJR-I-40 | 適用于30KW-40KW的直流電機(jī)控制 |
5 | SW-DJR-I-50 | 適用于40KW-50KW的直流電機(jī)控制 |
6 | SW-DJR-I-60 | 適用于50KW-60KW的直流電機(jī)控制 |
7 | SW-DJR-I-70 | 適用于60KW-70KW的直流電機(jī)控制 |
8 | SW-DJR-I-80 | 適用于70KW-80KW的直流電機(jī)控制 |
三、使用環(huán)境條件
1． 環(huán)境溫度：﹣40℃～﹢55℃；
2． 相對(duì)濕度：≤90%；
3． 貯存溫度：-25℃～﹢70℃；
4．大氣壓力：80kPa～110kPa；
5．地震烈度：≤8度；
6．防護(hù)等級(jí)：IP30～I(xiàn)P55 ；
7．安裝方式：柜（箱）體應(yīng)與地面垂直，安裝傾斜度不得超過(guò)5%；
8．使用環(huán)境：海拔高度不超過(guò)2000m，使用地點(diǎn)不允許有爆炸危險(xiǎn)的介質(zhì)，周圍介質(zhì)中不應(yīng)含有腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體及導(dǎo)電介質(zhì)，不允許充滿水蒸氣及有較嚴(yán)重霉菌存在。
四、產(chǎn)品簡(jiǎn)介
1、能實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的平滑無(wú)級(jí)啟動(dòng)，保證啟動(dòng)和運(yùn)行電流始終在電機(jī)的額定電流以下，對(duì)直流和直流電機(jī)無(wú)任何沖擊，充分保證了直流系統(tǒng)和直流電機(jī)的安全可靠。同時(shí)還降低了對(duì)直流電源容量的要求，可節(jié)省直流系統(tǒng)的投資。而傳統(tǒng)的設(shè)備只能實(shí)現(xiàn)一級(jí)或三級(jí)階梯啟動(dòng)，啟動(dòng)電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了電機(jī)的額定電流，對(duì)直流系統(tǒng)和直流電機(jī)沖擊巨大，嚴(yán)重影響直流系統(tǒng)和直流電機(jī)的安全。
2、SW-DJR-I型裝置對(duì)電機(jī)的控制和保護(hù)方式完備：
全面監(jiān)控電機(jī)控制系統(tǒng)的各種關(guān)鍵參數(shù)，如電樞電壓、電樞電流、勵(lì)磁電壓、勵(lì)磁電流、系統(tǒng)溫度等；
實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)并通過(guò)通迅接點(diǎn)實(shí)時(shí)上傳系統(tǒng)的工作狀態(tài)和工作參數(shù)；
對(duì)電機(jī)的保護(hù)報(bào)警功能完備，確保電機(jī)工作在理想狀態(tài)。嚴(yán)防電機(jī)的非正常運(yùn)行。如勵(lì)磁回路故障啟動(dòng)保護(hù)，運(yùn)行中電樞和勵(lì)磁回路故障電機(jī)保護(hù)、過(guò)流過(guò)壓報(bào)警，超溫報(bào)警等。
而傳統(tǒng)裝置只能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的監(jiān)測(cè)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)以上新型裝置的功能。
3、SW-DJR-I型裝置采用微機(jī)控制，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的設(shè)備控制、參數(shù)設(shè)定，故障存儲(chǔ)、即時(shí)通訊等功能，比如電機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間設(shè)定、電機(jī)的啟動(dòng)初始電流設(shè)定，電機(jī)的各種參數(shù)報(bào)警定值設(shè)定等，而傳統(tǒng)裝置只能實(shí)現(xiàn)單一的啟動(dòng)功能。
綜上所述，SW-DJR-I型裝置無(wú)論是對(duì)直流系統(tǒng)來(lái)說(shuō)還是對(duì)直流電機(jī)來(lái)說(shuō)運(yùn)行安全性和可靠性都有巨大的優(yōu)勢(shì)。
該產(chǎn)品經(jīng)多家電廠現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行證明，SW-DJR-I型微機(jī)直流油泵電機(jī)控制系統(tǒng)*可以解決傳統(tǒng)直流電機(jī)控制系統(tǒng)的弊病，并能在運(yùn)行中更可靠的監(jiān)測(cè)電機(jī)的各種關(guān)鍵參數(shù)，可以按理想電機(jī)的控制模式來(lái)監(jiān)控電機(jī)的運(yùn)行，大大提高了直流電機(jī)運(yùn)行的可靠性，功能和技術(shù)水平，*可以作為傳統(tǒng)的電樞繞組三級(jí)降壓起動(dòng)控制方式的更新?lián)Q代產(chǎn)品。
五、產(chǎn)品主要特點(diǎn)和技術(shù)參數(shù)
1、 特點(diǎn)
1.1 本系統(tǒng)集控制、測(cè)量、信號(hào)、記錄、顯示等功能于一體；
1.2 電機(jī)啟動(dòng)采用的IGBT器件實(shí)現(xiàn)流行的無(wú)觸點(diǎn)控制理念，16位微機(jī)控制，PWM脈寬調(diào)制輸出，電流線性上升，保證對(duì)系統(tǒng)無(wú)沖擊；
1.3 電機(jī)啟動(dòng)電流由零到額定值的變化時(shí)間可控制；
1.4 電機(jī)啟動(dòng)起始比例可調(diào)；
1.5 更新改造方便，對(duì)外圍回路無(wú)需更改，接線方便；
1.6 控制回路采用插拔式接線，檢修維護(hù)方便；
1.7 裝置的控制電路和功率元件全部采用進(jìn)口元器件，相對(duì)于原控制裝置增加了智能過(guò)流保護(hù)和溫度保護(hù)功能，保護(hù)時(shí)發(fā)報(bào)警信號(hào)；
1.8 兩級(jí)看門狗，功率器件200%～500%裕度可靠性設(shè)計(jì)，確保系統(tǒng)*可靠；
1.9 裝置具有完善的自診斷功能，裝置故障時(shí)發(fā)報(bào)警信號(hào)。
1.10 完善的保護(hù)報(bào)警功能：
1.10.1啟、停機(jī)保護(hù) 在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)勵(lì)磁電壓異常，自動(dòng)報(bào)警并保護(hù)；在電機(jī)停機(jī)時(shí)勵(lì)磁電壓已消失的情況下如仍有電樞電壓，自動(dòng)報(bào)警并保護(hù)；
1.10.2 失磁保護(hù) 在運(yùn)行中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)勵(lì)磁電壓，勵(lì)磁電壓異常自動(dòng)報(bào)警并保護(hù)；
1.10.3 IGBT模塊報(bào)警達(dá)到設(shè)定次數(shù)自動(dòng)保護(hù)；
1.10.4 電樞電流超過(guò)設(shè)定值自動(dòng)報(bào)警；
1.10.5 電樞電壓超過(guò)設(shè)定值自動(dòng)報(bào)警；
1.10.6 IGBT模塊溫度超過(guò)設(shè)定值自動(dòng)報(bào)警。
2、技術(shù)參數(shù)
2.1 工作電壓：DC220V/110V (±%10)；
2.2 電機(jī)容量：0.5～80KW；
2.3 電流升至額定值時(shí)間：10～255秒可調(diào)；
2.4 啟動(dòng)電流起始百分比：0%～49%可調(diào)；
2.5 保護(hù)動(dòng)作：發(fā)信號(hào)；
2.6 過(guò)熱保護(hù)動(dòng)作溫度：攝氏10～99度可調(diào)；
2.7 散熱方式：自然冷卻；
2.8 控制裝置掉電信息不丟失；
2.9 控制裝置可保存25重故障信息和25重啟動(dòng)信息；
2.10 觸電容量：裝置的出口繼電器觸點(diǎn)導(dǎo)通電流為7A/AC220V;
2.11 提供4～20mA電流輸出至遠(yuǎn)方；
2.12 提供信號(hào)輸出至遠(yuǎn)方；
2.13 可選RS485通訊接口上傳本機(jī)數(shù)據(jù)。
3、 安全與EMC電磁兼容參數(shù)
3.1 絕緣性能
3.1.1 絕緣電阻
在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)大氣條件下，裝置絕緣電阻滿足表1所示要求。
表1 裝置絕緣電阻
試驗(yàn)部位 | 絕緣電阻>100兆歐 |
直流電源回路對(duì)地 | 用開路電壓500V搖表測(cè) |
開入回路對(duì)地 |
開出回路對(duì)地 | 用開路電壓500V搖表測(cè) |
開入回路和開出回路之間 |
3.1.2 介質(zhì)強(qiáng)度
在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)大氣條件下，裝置能承受表2所示的工頻耐壓試驗(yàn)，一分鐘無(wú)擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象。
表2 裝置工頻耐壓試驗(yàn)
試驗(yàn)部位 | 耐壓水平（工頻/一分鐘） |
直流電源回路對(duì)地 | 2000V |
開出回路對(duì)地 | 2000V |
開入回路對(duì)地 | 500V |
開入回路和開出回路之間 | 500V |
3.2 沖擊電壓
裝置能承受表3所示的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊檢驗(yàn)。
表3 裝置標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊試驗(yàn)
3.3 抗電磁干擾性能
3.3.1 脈沖干擾試驗(yàn)
能承受頻率為1MHz及100KHz衰減震蕩波脈沖干擾試驗(yàn)（半波電壓幅值共模2500V，差模1000V），持續(xù)時(shí)間不少于2S。在試驗(yàn)期間內(nèi)，裝置無(wú)誤動(dòng)或拒動(dòng)。試驗(yàn)后，裝置無(wú)元件損壞現(xiàn)象。
3.3.2 靜電放電測(cè)試
試驗(yàn)部位 | 沖擊電壓 |
直流電源回路對(duì)地 | 5000V |
開出回路對(duì)地 | 5000V |
開入回路對(duì)地 | 1000V |
能承受IEC 60255﹣22﹣2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的Ⅲ級(jí)的靜電放電試驗(yàn)。
3.3.3 輻射電磁場(chǎng)干擾測(cè)試
能承受IEC 60255﹣22﹣3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的Ⅲ級(jí)的輻射電磁場(chǎng)干擾試驗(yàn)。
3.3.4快速瞬變干擾試驗(yàn)
能承受IEC 60255﹣22﹣4標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的Ⅲ級(jí)的快速瞬變干擾試驗(yàn)。
六、工作原理
本裝置的處理器采用高性能的16位單片微型計(jì)算機(jī)，對(duì)系統(tǒng)電壓、系統(tǒng)電流、模塊溫度進(jìn)行循環(huán)檢測(cè)。當(dāng)接收到就地或遠(yuǎn)方的啟動(dòng)命令時(shí)，輸出PWM控制量驅(qū)動(dòng)IGBT模塊，實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的無(wú)觸點(diǎn)無(wú)級(jí)升電流啟動(dòng)。
裝置由就地啟動(dòng)、就地停止、遠(yuǎn)方啟動(dòng)、遠(yuǎn)方停止等命令來(lái)控制工作，具有過(guò)流、過(guò)壓、失磁、過(guò)溫等保護(hù)，充分保證系統(tǒng)安全、正常工作。
七、裝置系統(tǒng)說(shuō)明
1、 軟件部分說(shuō)明
本裝置軟件主要由采樣程序、數(shù)據(jù)處理程序、故障處理程序、顯示程序、控制輸出程序等組成。
2、 硬件部分說(shuō)明
本裝置硬件由以下部件構(gòu)成：
2.1 主柜體
2.2 微機(jī)控制裝置，由以下部件組成：
2.2.1輸入輸出板
包含模擬量輸入電路、開關(guān)量輸入輸出電路、IGBT驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路。
2.2.2 電源板
包含裝置工作電源。
2.2.3 主板
包含高性能16位微機(jī)芯片：運(yùn)算速度快、控制能力強(qiáng)、運(yùn)行可靠、硬件看門狗防止死機(jī)現(xiàn)象發(fā)生。
2.2.4 顯示板
采用液晶和LED顯示并指示各種信息。
2.3 IGBT開關(guān)模塊及相關(guān)部分
包含IGBT模塊、驅(qū)動(dòng)器、散熱器等部件。
2.4 采樣模塊部分
包含電流、電壓、溫度等采樣部件。
2.5 顯示儀表及控制按鈕
包含啟動(dòng)電流表、遠(yuǎn)方/就地轉(zhuǎn)換、就地啟動(dòng)按鈕、就地停止按鈕等部件。
2.6 輸入輸出端子排
包含系統(tǒng)輸入輸出接線所需要的端子排。
3、操作說(shuō)明
裝置控制器詳細(xì)操作說(shuō)明詳見隨機(jī)所附操作說(shuō)明書。
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