公司SGS-炉膛安全给粉系统煤粉炉解决方案样本.doc

国臣SGS-炉膛安全给粉系统煤粉炉处理方案

据统计自1980年以来，最少有30台锅炉发生炉膛放炮事故，以致水冷壁焊缝开裂，刚性梁弯曲变形，顶棚被掀起，烟道膨胀节开裂等设备损伤频频发生。
　　究其原因：
　　①设计上缺乏可靠灭火保护和可靠联锁、报警、跳闸装置；
　　②炉膛刚性梁抗爆能力低；
　　③运行人员处理燃烧不稳或熄火时方法不对，错误采取“爆燃法”抢救，造成灭火放炮；
　　④燃料质量下降、负荷调整失当、给粉装置及控制机构忽然失灵等。
　　预防锅炉灭火放炮被列入1992年能源部颁《二十项反措》之五，国家电力企业又颁发了《二十五项反措》第六章，包含炉膛安全监控系统（FSSS）在内灭火保护装置在很多电厂推广使用。
　　现在， FSSS已经成为火电厂标准配置系统，在炉膛安全保护上起了关键作用。
　　部颁二十项关键反措之五，称为预防锅炉灭火放炮事故。《二十五项反措》第六章提法是预防锅炉炉膛爆炸事故，因为炉膛发生爆炸而致炉膛损坏不仅发生在运行中灭火时，检修动火点燃聚集可燃物及点火时吹扫不够一样会发生爆炸而造成炉膛损坏。
　　从引发锅炉炉膛爆炸机理分析，当只有以下3个条件同时存在时才有可能发生爆炸。
　　1)锅炉炉膛内有一定浓度燃料和空气积存。
　　2)积存燃料和混合物含有爆炸性。
　　3)含有足够点火能源。
　　常见炉膛中造成爆炸条件情况是：
　　①运行中灭火，进入炉膛燃料没有切，经过一段时间聚集可燃物达至爆炸浓度并点燃；
　　②一个或多个燃烧器火焰熄灭，而其它燃烧器仍正常燃烧。从未点燃燃烧器进入燃料造成可燃物聚集；
　　③燃料漏入停用中炉膛造成可燃物聚集；
　　④燃料或空气瞬时中止又恢复，造成可燃物聚集。
　　可燃物聚集后引燃造成炉膛压力升高超出炉膛承压设计强度，以致发生损坏，称为炉膛放炮或炉膛爆炸。不发生损坏俗称“反正”或“打枪”。 部颁二十项关键反措引入以下反事故方法：
　　①一旦全炉灭火，应立即切断进入锅炉全部燃料，包含给煤、给粉和点火用油、气等。即所谓主燃料切断（MFT）；
　　②锅炉点火前必需通风，排除炉膛、烟风道及其它通道中可燃物聚集。通风时必需将烟风挡板及调风器打开到一定位置，风量应大于满负荷风量25％，时间不少于5min，以确保换气量大于全部容积5倍（德国TRD要求是3倍）；
　　 ③点火时要维持吹扫风量；一个燃烧器投运10s内（不包含投煤及煤粉达成燃烧器所需延滞时间）点不着，就应切断该燃烧器燃烧。
　　《二十五项反措》预防锅炉炉膛爆炸事故关键方法以下：
　　1)为预防锅炉灭火及燃烧恶化，应加强煤质管理和燃烧调整，稳定燃烧，尤其是在低负荷运行时更为关键。
　　2)为预防燃料进入停用炉膛，应加强锅炉点火及停炉运行操作监督。
　　3)保持锅炉制粉系统、烟风系统正常运行是确保锅炉燃烧稳定关键原因。
　　4)锅炉一旦灭火，应立即切断全部燃料；严禁投油稳燃或采取爆燃法恢复燃烧。
　　5)锅炉每次点火前，必需按要求进行通风吹扫。
　　6)锅炉炉膛结渣除影响锅炉受热面安全运行及经济性外，往往因为锅炉在掉渣动态过程中，引发炉膛负压波动或灭火检测误判等原因而造成灭火保护动作，造成锅炉灭火。所以，除应加强燃烧调整和预防结渣外，还应保持吹灰器正常运行尤为关键。
　　7)加强锅炉灭火保护装置维护和管理。
　　这些方法处理了常见炉膛中造成爆炸条件中三个：
　　①运行中灭火，进入炉膛燃料没有切，经过一段时间聚集可燃物达至爆炸浓度并点燃；
　　②一个或多个燃烧器火焰熄灭，而其它燃烧器仍正常燃烧。从未点燃燃烧器进入燃料造成可燃物聚集；
　　③燃料漏入停用中炉膛造成可燃物聚集；
　　不过，造成爆炸条件④燃料或空气瞬时中止又恢复，造成可燃物聚集和反事故方法①一旦全炉灭火，应立即切断进入锅炉全部燃料，包含给煤、给粉和点火用油、气等。即所谓主燃料切断（MFT）逐步成为现在电厂运行中一个矛盾。
　　 不少电厂经过FSSS给粉机全停逻辑延时来处理这个矛盾，这肯定带来炉膛在燃料中止时炉膛熄火，再恢复时爆燃法点炉。
　　不过，燃料中止次数（如电网晃电时通常为两次）决定了炉膛给粉量多少，也决定了爆燃次数和强度。当中止次数超出一次，而每次给粉量不足爆燃浓度，肯定造成爆燃强度增加，引发爆炉。所以，延时，带来FSSS安全等级降低使用，存在爆炉隐患；不延时，因为给粉跳闸引发停炉，给生产带来巨大经济损失。
　　这种新矛盾关键是因为电厂给粉变频调速系统缺点引发。
　　1、电厂给粉变频调速系统缺点
　　现在，多数电厂给粉系统使用变频调速系统，经过DCS或操作台输出4～20mA信号控制变频器转速来实现给粉调整。变频器起、停、故障和1C/2C电源等信号再返送给FSSS，FSSS经过这些信号来判定给粉全停逻辑，并引发MFT动作。
　　给粉调速系统配电柜，多采取1C/2C分别供电、3C备自投切换方法，当有MFT动作时，采取大联锁切除给粉变频1C/2C电源，停止供粉。这种给粉调速系统最大问题就是抗晃电能力差。
　　 1）控制电路抗晃电能力差。这种给粉变频调速系统成套比较陈旧，尤其是靠操作台来控制调速系统，控制电路全部是设计安装在变频器柜内，当厂用电晃电时，控制电路失电，无法达成调速控制目标。有些DCS信号输入需要电压－电流信号转换，这种转换模块也成套在变频柜内，当电网晃电时，这些信号也一样无法送达DCS。
　　2）变频器本身抗晃电能力差。当厂用电瞬间跌落或备自投切换时，变频器会欠压保护，当电压恢复时，变频重开启。这是变频器设计原理决定，全部厂家变频器全部存在这种问题。
　　3）1C/2C接触器抗晃电能力差，有很多电厂存在晃电时接触器先跳闸问题，但这是表面问题，即使接触器不跳闸，变频器也会因为瞬间失电跳闸，给粉系统一样无法正常工作。
　　2、关键应对方法
　　从根源上杜绝和阻止晃电基础上是无法实现，处理这一问题现在关键应对方法有：
　　1. FSSS给粉机全停逻辑延时（2～5S），给粉机变频器设置快速重开启，等候电网恢复后给粉机变频器重开启，这既违反了电厂管理规程，又不能从根本上消除炉膛在晃电时安全隐患。延时短，不可避免停炉；延时长，有更严重事故隐患，延时签字人员还要为事故埋单。这种因为延时引发爆炉事故也在很多电厂发生过。
　　2. 更换给粉机变频器。如ABpowerflex70s系列最大失电工作时间能够做140ms但也躲不过备自投切换1.8S。另外原给粉变频调速系统控制电路在晃电时仍无法正常工作。
　　3. 交流在线UPS。电厂其它自动控制系统无一例外配有220VUPS。但给粉调速系统为三相感性负载和单相阻性负载并存，因UPS容量、转换效率低、保护等级高、投资成本高等原因，也不适适用于电厂给粉系统。
　　3、直流支撑技术
　　结合变频器原理和工作方法，直流支撑方法是处理变频器晃电跳闸最好措施。
　　1、变频器雏形是直流变频器，交流变频器只是在直流变频器前端加上了整流器。伴随直流支撑技术发展和开关电源技术发展，变频器控制电源（DC/DC)和主回路电源全部来自于变频器内部直流母线。新型变频器全部有直流母线端子。
　　2、直流支撑技术已经很成熟。该技术从美国引进，最早做为AB变频器特殊行业应用方案。伴随变频器技术发展，直流支撑处理变频器低压跳闸，已在其它安全等级要求不高行业有成熟应用。如：江苏美国醋纤（南通）企业，在1996年就使用了直流支撑技术处理变频器低压跳闸。
　　4、使用瓶颈
　　火电厂要使用这种技术瓶颈在哪儿？
　　1、 安全等级高。火电厂锅炉控制系统属于SIL3级，相当于AK5级。
　　2、火电厂使用直流电源关键是既要适时供电，又要紧要关头断电，且断可靠性要求更高。
　　3、安全给粉系统SIS部分要和FSSS联动，要进行FSSS逻辑运算，厂商要熟悉电厂控制系统，要有电厂现场经验，这是直流电源厂家不能做到。
　　从系统安全等级入手，从断可靠性入手我们专为热电厂提供安全给粉系统根本处理您后顾之忧。

　　第二章设计依据

　　[SHB-206-1999] 石油化工紧急停车及安全联锁系统设计导则
　　[DLGJ116-93]火力发电厂锅炉炉膛安全监视系统设计技术要求
　　GB/T 13337.1-1991 固定型防酸隔爆式铅酸蓄电池订货技术条件
　　DL/T 5044—1995 火力发电厂、变电所直流系统设计技术要求
　　DL/T 637—1997 阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件
　　DL/T 459— 电力系统直流电源柜订货技术条件
　　DL/T 724— 电力系统蓄电池直流电源装置运行和维护技术规程
　　DL/T 5120— 小型电力工程直流系统设计规程
　　DL/T 781— 电力用高频开关整流模块
　　GB17478-1998 低压直流电源设备输出性能特征和安全要求
　　JB/T8948-1999 电控设备用低压直流电源
　　B4208-1993 外壳保护等级（IP代码）
　　GB4026-1992 设备接线端子和要求电线端判别标志和、文字和数字系统
　　通常应用标准
　　GB50150-91 电气装置安装工程电气设备交接试验
　　GB50168-92 电气装置安装工程电气电缆线路施工及验收
　　GB50172-92 电气装置安装工程蓄电池施工及验收规范
　　GB50254-92 电气装置安装工程低压电器施工及验收
　　GB50171-92 电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范

　　第三章 SIS炉膛安全给粉系统组成

　　1、SIS系统组成
　　 1、直流电源子系统
　　 2、炉膛安全联锁子系统 (Safety Interlocking System )
　　 3、主站监控软件

　　2、直流电源子系统原理
　　 1)、单台电机工作原理图：（图略）
　　 系统由电池组、充电器、监测单元和SIS实施单元等组成

　　 针对电厂实际情况,我们决定采取多台电机工作模式
　　 2）、下图是多台电机工作模式图（图略）
　　 多台电机工作模式：
　　 M1，M2，M3同时设计于同一控制系统中为低压电机群工作模式；
　　3、直流电源子系统关键设备
　　Ø蓄电池组
　　 蓄电池采取免维护阀控式全密封铅酸电池。
　　Ø充电器
　　 充电器功率逆变管采取进口快速IGBT，其它元件采取进口工业等级器件，生产工艺严格完整，确保机器可靠性和稳定性。输出电压和电流均可连续调整。含有强大保护功效(输入过流、过压、欠压保护；输出短路，过流，过压保护；整机过热保护)。模块内取消了全部电位器，基准校正和控制全部采取12位D/A转换，精度高，参数性能稳定，调整方便。
　　充电模块采取可带点插拔技术，输出采取隔离设计。模块工作频率高，近300KHZ，体积小，抗干扰能力强。内置E2ROM，经过人机界面设置参数自动保留到充电模块，掉电不丢数据。
　　ØSIS实施单元
　　 实施单元由断路器和接触器冗余组成，控制关系为断路器锁定接触器，能正确地实施直流电源子系统投入撤出转换。
　　Ø监测单元
　　用监测单元和人机操作界面组成监控系统，含有充电模块输出电压设定,充电电流限值设定,运行参数显示,故障报警存放，SOE事件统计和蓄电池状态监测和直流回路状态监测，并可经过485总线和主站通讯。

　　监测单元结构图
　　4、炉膛安全联锁子系统(SIS)
　　SIS是安全给粉系统(SGS)主控系统，是FSSS联锁控制部分。负责监测多种交直流电源信号、保护动作信号，控制安全给粉系统直流电源备份、投运和退出过程。每一回路全部由检测、控制和实施单元三部分组成。采取工业级三相异步电机保护模块MDS-1做检测单元，确保系统可用度。采取经过美国SIL3认证AB LOGIX次序控制器做为每台炉主控制单元。
　　采取ABB S2断路器和直流接触器做单一直流回路冗余实施单元确保系统可靠性。
　　4.1 MDS-104工业级三相异步电机保护单元
　　4．1．1功效特点
　　 三表法测量正确测量三相交流电压、电流、有功、无功、频率、功率因数、零序电流等电参量，能够测量变频器输出。
　　 含有3路独立开关量输出，能够作为遥控、跳闸或告警
　　 6路开关量输入，同时能够作为脉冲量输入
　　 2路直流采样,能够接多种变送器
　　 两路通信接口，支持MODBUS规约
　　 FFT算法，可计算1－8次谐波
　　 三相异步电动机反时限过负荷（热过载）保护、不平衡（负序过流）保护、开启时间过长保护、堵转保护、接地（零序过流）保护、欠电压保护、过电压保护
　　 三相电动机转子断条、轴承损坏、绝缘监测等故障诊疗功效
　　4．1．2 交流输入
　　交流输入包含A、B、C三相电压和电流。电流是直接把线穿入小型电流互感器圆孔。电压则采取6个各端子。分别为UA,UA1；UB,UB1；UC,UC1；其中UA,UA1为A相输入；UB,UB1为B相输入；UC,UC1为C相输入。每相间相互独立。
　　这么设计目标是为了用户能够选择不一样安装方法和测量方法。假如用户选择角型接法则 UA---UC1 接A相 UB---UA1 接 B相 UC---UB1 接C相。假如用户选择星型接法则UA1---UB1—UC1接N线。每路能够进行单独测量，用户还能够依据需要选择。
　　输入交流电压信号经过小型PT（电压互感器），变换为交流0.5V信号，经过滤波处理，滤除干扰信号，然后进行电平平移，使得原来交流信号，叠加1/2VREF，直接送到A/D转换，进行采样。
　　输入电流信号，经过导线穿入小CT（电流互感器），CT输出接一个精密电阻，变换成电压信号，经过滤波处理，滤除干扰信号，然后进行电平平移，使得原来交流信号，叠加1/2VREF，直接送到A/D转换，进行采样。
　　 采样好信号存入单片机RAM中供软件处理。在软件中，我们每个周波采样16个点，依据采样定理，能够计算出输入信号8次谐波。不过在应用中对奇次谐波更为关心。在数字信号处理中，因为电网频率是在改变，假如采样频率不是电网频率整数倍，就会有所谓频谱泄漏问题，具体内容请参考相关书籍。在该问题上我们采取了我们提出软件跟踪算法，效果很优异。
　　对于6路输入信号，进行FFT变换，得出各次谐波幅值和相角，而且计算零序电流和负序电流。计算方法和FFT变换请参考相关数字信号处理书籍。
　　计算结果存入RAM中，供通信程序、保护程序等其它程序使用。
　　4．1．3欠电压或过电压保护
　　系统电压太低会引发电动机过电流甚至堵转，烧毁电机。有时为了确保关键电动机自开启，有时也使用欠电压保护。
　　系统过电压通常对电动机没有太多影响，不过假如过压范围过大，会造成电动机励磁电流急剧增加，而且有大量三次谐波。在部分特殊场所，会使用过电压保护。
　　定值包含3项内容：动作继电器、过电压或欠电压定值、过电压或欠电压整定时间。整定时间单位为0.1S，电压单位为V，最小分辨率为0.1V。
　　欠电压保护原理
　　过电压保护原理

　　本系统设计为保护动作信号在整定时间抵达时，送给SIS中央控制单元处理，操作实施单元，控制各直流回路备份、投运和退出。

　　4．2 AB LOGIX次序控制器

　　MicroLogix1200是处理器、电源、嵌入式输入输出点集成。它含有24点和40点两种规格，可满足很多应用场所。
　　 MicroLogix1200采取模块化，无机架结构，可降低成本，降低备件。I/O扩展模块提供了更大应用灵活性。
　　 存放器模块可用于用户程序上载、下载和传送。实时时钟RTC可用于定时控制等。
　　 操作系统可闪速升级，无需更换硬件。用户可经过Web网络下载控制器最新固件程序，来升级控制器。
　　MicroLogix1200还使用编程软件RSLogix500和通用指令集，和MicroLogix1000、MicroLogix1500和SLC系列控制器兼容。
　　特征：
　　·经过Micro Logix 1200扩展模块来扩展高性能I/O，每个Micro Logix 1200 可 最多扩展6个模块（决定于电源估算）。
　　·高级通信选择，从对等通信到SCADA/RTU网络。
　　·6K用户存放器（4K程序、2K数据）。
　　·数据文件下载保护，可存放关键用户数据，预防犯错。
　　·实时时钟和存放器模块。
　　·32位带符号整数数学运算。
　　·内置PID功效。
　　·20K高速计数器，含有8种工作模式，当计数器技术达成预置上限或下限时，可控制高速计数器输出。
　　·高速处理时，有4路中止输入。
　　·4路锁存输入，在程序一般扫描时，可捕捉毫秒脉冲输入。
　　·控制器内置2个模拟量微调电位器，转3/4圈可在0-250之间调整。
　　·对于40点控制器，其端子块是可拆卸，许可用户预先接好线，节省安装时间。
　　·可拆卸I/O标签，可写字统计现场设备号码，方便降低系统维护和维修时间。
　　·防手指接触接线端子块，符合全球安全标准。

　　4．3 实施单元－ABB直流断路器和直流接触器
　　依据各回路容量配置不一样型号，冗余实施单元保障线路分断能力。
　　SOMAX S基础用途和特点：
　　 ISOMAX S系列塑壳断路器性能优异，外形结构紧凑、通用性强、使用方法简便，设计简单、合理、而且质量可靠。此新型断路器更配有一个改善分断系统，获多项工业专利。
　　尤其值得注意是用于制造ISOMAX S系列塑壳断路器材料，是按现代环境保护要求可回用，ISOMAX S系列塑壳断路器更以其优异质量及引入注目标设计取得了欧洲最好工业设计奖。
　　采取ISOMAX S系列塑壳断路器是电力生产和配电系统理想方案，它能确保全部电力用户安全性和可靠性，它尤其适适用于需保护和配合自动化控制设备，ISOMAX S系列产品能最大范围地满足额定电流和故障电流要求，并能达成和下级壳断路器极限分断容量选择保护要求。
　　因为本系列产品通用性和匹配性强，它能配置在任何配电设备中：
　　一次配电（功力中心）
　　电动机控制（MCC）
　　二次配电（配电盘）
　　用户（DIN安装导轨配电柜）
　　ISOMAX S系列塑壳断路器包含七种基础规格产品（S1-S7），从10A到1600A额定不间断电流和高达100KA 额定极限短路断容量，多种规格均含有下列额定分断容量等级：
　　B-基础分断容量
　　N-正常分断容量
　　S-标准分断容量
　　H-高分断容量
　　L-限流型

　　第四章 系统工作模式

　　本系统有三种工作模式：
　　1)、正常工作模式：给粉机变频器由交流母线供电；系统处于热备用状态，电池组由充电整流器充电。
　　2)、电网晃电或备自投切换时工作模式
　　当电网电压下降，造成变频器直流母线电压低于直流电源母线电压时，系统转换成由安全给粉系统直流电源向给粉机变频器直流母线供电，给粉机变频器工作保持正常
　　3)、检修工作模式：
　　部分变频器检修, 直流端由断路器、直流接触器和隔离器件隔离 ，该直流回路不再参与电网晃电时投运。

　　第五章 系统控制逻辑

　　逻辑控制说明：
　　1． 变频器开启、停止控制逻辑
　　依据变频器原理，变频器在交流供电或直流供电正常情况下在接收到开启接点指令后，即可投入运行。在变频器正常运行后有一反应变频器运行状态接点信号闭合。变频器运行调速指令由DCS 或PLC 送来4－20mA 模拟信号实现。SIS系统只需变频器或FSSS提供变频器运行状态信号，对变频器控制方法和性能无任何改变。

　　2．安全给粉系统逻辑图
　　安全给粉系统逻辑判定由SIS中央控制单元完成，并控制直流电源子系统实施单元来完成安全给粉系统备份、投运和退出过程。
　　a. 输入逻辑条件有：变频器运行状态接点信号， FSSS保护动作信号, 排粉机工作状态信号和欠压保护动作信号等。
　　b. 输出逻辑条件有：断路器、直流接触器闭合断开信号
　　c. 变频器交流母线电压正常条件下直流支撑系统投入过程
　　变频器电源端送入正常电压，变频器受电，内部CPU准备运行；控制设备、DCS 或PLC 或控制继电器送来开启运行指令。电机按模拟控制4－20mA 电流决定变频器拖动电机运行转速；等到系统正常运行后变频器状态接点闭合。
　　安全给粉系统SIS中央控制单元接收到变频器运行状态同时排粉机运行正常、FSSS未给出保护动作信号、且没有欠压保护动作信号，SIS中央控制单元经过软件运算，满足系统备份条件时，向断路器、直流接触器发出合闸指令，这时各直流回路处于备份状态。
　　d. 变频器电源晃电时其直流母线电压立即下降；直流电源系统在变频器母线电压降到安全给粉系统直流电源母线电压时，开始对变频器供电，电机在这一过程中仍然保持不间断运行。
　　e. 在电网晃电时间达成安全给粉系统设定工作时间时或SIS中央控制单元接收到变频器运行状态改变或排粉机运行状态改变或FSSS给出MFT动作信号，经过运算满足退出条件时，向断路器、直流接触器发出断开指令，这时各直流回路处于退出状态。
　　退出后，SIS中央控制单元在检测到满足备份条件时，发出控制信号，系统又恢复到备份状态。
　　f. 依据用户工艺条件，安全给粉系统直流电源具体工作时间可在调试时在人机界面上确定，单位为0.1S。

　　3、系统接线图（图略）

　　4、接制部分接线示意图（图略）

　　第六章 系统安全性

　　IEC安全要求等级分为4级，安全性能由低到高为SIL1、SIL2、SIL3、SIL4。
　　美国对SIL4只认可其存在，标准中不包含在SIL4要求下怎样实施安全系统内容。
　　德国DIN V 19250及DIN V VDE0804对安全要求等级(Safety Requirement Classes)分为8级，安全要求从低到高为AK1～AK8，对应各标准安全等级对比如表所表示。

　　大多数使用安全系统工业应用场所属于AK4～AK6级，其中通常锅炉、加热炉为AK4级，石化、化工为AK5级。
　　由图1可知，安全系统应分以下几类：

　　满足安全要求等级AK1～AK4Z-1、
　　满足安全要求等级AK1～AK5Z-2、
　　满足安全要求等级AK1～AK6Z-3、
　　安全要求等级AK7～AK8需要特殊考虑共5类。
　　如监视设备功效由通常控制系统(如DCS)实现，则安全控制系统分为4类。

　　Z-1类安全系统可用性“通常”，一个中央CPU模块经过单总线和I/O模块相连，它和一般PLC不一样之处为经过中央CPU自我测试和采取可测试I/O模块、失效时输出确保安全状态等满足系统安全要求。
　　 Z-2类安全系统可用性“较高”，中央CPU模块冗余，其它和Z-1相同，这么许可一个CPU模块出故障，另一个CPU模块维持正常工作，这么能够在AK5级安全要求等级以下场所，维持72h之内。
　　 Z-3类安全系统可用性“很高”，结构为全冗余，即CPU模块、总线、I/O模块均双重化，在AK6级安全要求等级场所，许可单通道操作时间不超出1h，即在此期间内将出故障模块更换掉，即可确保生产不中止。
　　只有能满足上述要求经过安全论证PLC系统，才能作为安全系统使用。
　　本系统安全行保障：
　　直流电源子系统一次线路有完善保护元件，二次线路有完善整流控制器、电池检测器和分路检测器。
　　SIS子系统采取工业级三相异步电机保护模块MDS-104做检测单元，确保系统可用度；采取经过美国SIL3认证AB LOGIX次序控制器做为控制单元，采取ABB断路器和直流接触器做单一直流回路冗余实施单元，确保系统可靠性。

　　第七章 系统特点

　　直流电源做为变频器后备电源，充足利用了变频器结构特点，和交流UPS供电相比，降低了交直流变换步骤和蓄电池容量，提升效率，降低电气保护步骤，降低投资，且有很多其它行业应用案例。
　　巧妙经过压差抑制蓄电池放电，取消了原方案中静态开关导通模块（易损器件），简化控制电路和一次线路，使导通成为真正零切换，又杜绝了因为导通模块故障引发给粉不平衡，避免了因为导通模块阀值电压过高引发计时不准，增加了系统可用度。
　　经过软件设置母线欠压保护阀值和计时(0.1S)，使系统工作时间正确可控。
　　经过SIS子系统中央控制单元软件，区分电网晃电和变频器故障，杜绝电网晃电引发停炉，又在变频器故障或收到相关保护信号时快速撤出直流电源。
　　控制、监测单元故障和输入、输出端子悬空断线等，实施单元全部会回到安全状态－－断开，提升系统可靠性。
　　系统切换条件除欠压保护外，还可扩充过流保护、超载保护、过压保护、零序电流保护、负序电流保护、欠载保护、零序电压保护等，只需软件设置阀值即可。

　　两种计时方法比较：
　　电厂给粉机安全调速系统专为火电厂媒粉炉和循环硫化床（CFB)锅炉设计，附合电力行业设计标准。
　　其关键部分为SIS系统，结合技术成熟直流电源，为电厂提供安全有效给粉机变频器抗晃电处理方案。
　　该系统既处理了电网晃电时给粉机变频器跳闸引发无须要停炉，又保障电网晃电和备自投切换时，炉膛给粉平稳。
　　实施后效果：
　　1、取消大多数电厂现在对FSSS给粉机全停逻辑2～5秒延时（这个延时期，炉膛给粉严重不稳）。
　　2、理论上能够将FSSS1、2组电源丧失信号延时做到安全给粉系统最大工作时间，因为这个时期给粉机变频器还是正常工作。实际使用中依据电厂其它系统抗晃电能力和备自投切换时间来设置这个延时和安全给粉系统工作时间，通常为2～3S。

　　第八章 系统配置

　　1、 电厂提供现场条件：
　　炉九台，1～8号炉每台炉有2.2KW给煤粉机 8台，九号炉12台给粉机
　　总计：
　　电动机总数：76台；
　　电动机总功率167.2KW；
　　其中：富士品牌变频器8台一组，施耐德品牌变频器8台一组，其它为三菱品牌变频器60台，共七组。
　　电厂发电机所用给粉机电源有A、B两段，分别控制4台给粉机，其中九号炉二段电源分别控制6台给粉机。
　　电厂提供现有接线条件：
　　一路380V/60A 3P+N+PE电源.
　　被保护变频器状态干节点信号(要从FSSS取,干节点已经被FSS占用).
　　被保护变频器母线电源信号。
　　保护动作信号
　　被保护变频器二次接线图。
　　相关工程设计条件，包含被保护变频器盘内部署图。
　　2、安全给粉系统关键配置：
　　1、设备组成
　　1）、设备基础参数:
　　—蓄电池输出功率167.2KW。
　　—直流输出回路76路，支持76台变频器。
　　—电池放电时间：167.2KW ≥2分钟。
　　2）、设备基础组成及柜体安排
　　充电器柜 一台 前后开门
　　直流控制柜 九台 前后开门
　　蓄电池柜，整套蓄电池重量在3.9吨左右，含有单只蓄电池自检功效。共有一组中美合资冠军12V-200AH/ 40节电池组成。并有
　　630A/1200V直流空气开关分合并作短路保护和直流母线监测系统。
　　柜体具体安排：
　　—充电器柜；冗余高频DC 530V/10A 2台模块充电器、人机界面、中央监测单元、DC/DC 24V控制电源。
　　—直流控制柜1有多条直流回路，一次线路含有直流断路器、空气开关、直流接触器、直流隔离模块等，二次线路有直流回路监测单元和SIS子系统，SIS子系统由电机保护单元、中央控制单元等组成。柜内还有DC/DC 24V控制系统电源、DC/DC220V实施电源和人机界面。
　　直流控制柜2～直流控制柜8同上，
　　直流控制柜9柜有12条直流支撑回路，分别支撑9#炉中12台给粉机变频器，除直流回路增加以外，直流回路监测单元和SIS子系统中央控制单元也有对应改变。
　　各柜之间和HMI采取MODBUS485通讯方法传输数据。
　　因为现场九台炉之间相隔较远，最远二台之间相距300米，所以柜体安排采取以下方法：
　　1)、将系统充电器柜和蓄电池柜集中定位在电厂低压MCC控制室中，采取直流母线方法连接到每一个炉控室。充电器柜和蓄电池柜和直流回路柜之间用95平方毫米电缆输送直流电压，并有一根8芯屏蔽通讯线缆连接。
　　2）、直流回路柜定位在每个炉控室给粉机变频器交流母线柜旁，经过2.5mm2直流电缆连接每台变频器直流母线，经过2.5mm2电缆采集变频器两段交流母线电压， 经过1.5mm2线缆采集各保护动作信号。
　　3．方案最终确定实施时，我们会提供：
　　系统就位平面部署图。
　　设备基础安装图。
　　电气条件图、SIS逻辑图、柜内接线图。设备荷重图各一份，可用电子版发送。
　　3、系统环境要求：
　　使用场所：户内
　　环境温度：-10℃ — +50℃；电池室5℃--30℃
　　相对湿度：90%未结露
　　海拔高度：1000米以下
　　4、系统指标：
　　1、 输入电压：380 + 10%VAC，3P+N+PE 频率：50HZ + 1%。
　　2、 结构尺寸
　　1） 每组直流电源柜为落地安装式，防护等级：IP20
　　2） 进出线方法：下进下出线或按现场要求。
　　3）充电柜尺寸：　　　800×800×2260 （W×D×H）一台
　　电池柜尺寸：　　　800×800×2260 （W×D×H）两台
　　直流回路柜尺寸：　　　800×600×2260 （W×D×H）九台
　　上述电气柜外形尺寸(包含是否前后开门)依据现场要求。
　　4） 整流器柜体顶部加装2个风扇，下侧设有带滤网进风口。
　　5） 每个柜全部有铭牌，标明其功效。
　　3、功效描述
　　1） 当变频器交流进线电源故障（失压或短时停电）时，变频器在该系统保护下，在设计时间内连续正常运转。
　　2） 安全给粉系统直流电源F在线工作，变频器供电电源由交流三相380V转至直流530V供电时无间断。
　　3） 电池组备用时间依据设计，不少于2分钟。
　　4） 在电池组放电过程中,若三相电源恢复正常,则变频器供电自动切换至三相380V交流电源。
　　5） 交流电源晃电超出3秒钟，应自动分断直流接触器和直流断路器，安全给粉系统直流电源停止供电。
　　6） 含有系统自诊疗及故障显示功效。
　　7） 为延长蓄电池使用寿命,充电系统含有“均充”和“浮充”功效，且能自动转换。均充电压、浮充电压HMI可调。在正常操作期间，电池应处于浮充状态。
　　8） 电池组含有以下功效：
　　定时均充：即在每隔6个月（HMI可设定）自动均充一次。
　　欠压均充：即电池放电至欠压时，自动进行均充（交流正常时）
　　9） 含有多种工作状态指示灯。
　　4、关键元器件选择说明
　　1) 电池组：使用中美合资冠军蓄电池系列全密封免维护铅酸蓄电池，七年设计寿命。
　　2）直流断路器、接触器、继电器、熔丝、按钮、指示灯等
　　A、电池输出开关选择ABB空开，3极串联，提升分断能力，带热磁脱扣，速断容量2Ie。
　　C、接线端子。采取PHINIEX产品。
　　D、直流接触器用ABB产品。
　　E、SIS子系统中央控制单元选择AB logix次序控制器。
　　F、控制柜选择国产标准电控柜。
　　G、采取5.7″触摸屏，用以完成系统运行控制。以报表和数据形式显示设备运行状态、报警统计等，并可即时修改设备运行参数。在触摸屏上存贮每次晃电时间，统计时间正确到秒。最少存贮最近100次晃电时间。
　　H、DC24V控制电源: DC//DC24V和220V模块，选择广东合资厂产品，输入电源取自直流母线。
　　I、充电模块：输入电压为380VAC±15%，输出(浮充电压值)可调，输出电流10A,两组串联，充电器纹波电压值﹤±2%。
　　J、导线：一次接线采取适合对应电流电压等级铜芯导线或铜排。单元内二次接线采取最小截面为：电流回路2.5mm2, 电压回路1.5mm2。全部端子连接片为压紧型，全部端子适宜铲形连接片连接，线路两端全部要带永久线标。全部柜内端子接线满足外部电力电缆终端和控制电缆接线端子要求。
　　 K、指示灯、按钮采取上海二工电器厂产品。
　　L、直流配电所用元件及控制柜均符合所用场所电压、电流要求。全部断路器均应有过负荷热保护并有适宜电流定值，且全部断路器在出厂前按定值进行校验。配电柜侧应考虑全部屏蔽电缆接地。