本發(fā)明涉及一種用于冶金以及風(fēng)洞的大型軸流壓縮機的變頻一拖多啟動領(lǐng)域，特別涉及一種用于大型軸流壓縮機的變頻一拖多啟動方法。

背景技術(shù)：

在冶金產(chǎn)業(yè)或風(fēng)洞試驗等多軸流壓縮機組供風(fēng)的環(huán)境，通常都是以風(fēng)機組陣列的形式進行部署風(fēng)機，啟動是非常重要的環(huán)節(jié)，但是目前行業(yè)內(nèi)針對10KV負(fù)載軸流壓縮機的通常做法都是以一對一啟動的形式進行啟動，而且啟動方式都是基于降壓啟動的方式，液阻方式或固態(tài)降補的方式進行，效率低下，設(shè)備利用率不高，而且不適應(yīng)高海拔以及惡略環(huán)境使用，且不能短時高頻率反復(fù)啟動，不能適應(yīng)現(xiàn)代軸流壓縮機的使用情況，10KV軟啟動設(shè)備通常價格昂貴，一對一的配置會導(dǎo)致設(shè)備成本居高不下。啟動裝置只在軸流壓縮機啟動的過程中使用，正常供風(fēng)過程中是啟動設(shè)備是閑置的，所以，追求高效率的多機啟動方式是目前行業(yè)內(nèi)的大勢所趨。

本專利采用的是多機共用一臺變頻啟動，并且利用目前先進可靠的PLC控制技術(shù)，利用先進的邏輯控制算法，結(jié)合變頻器的高效和低擾動技術(shù)，大大提高了大型軸流壓縮機啟動的精度和設(shè)備利用效率，同時，對于10KV電網(wǎng)的沖擊可以有效的控制，提高用電質(zhì)量，節(jié)約用戶成本投入。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的在于：解決一臺變頻器啟動多臺大型軸流壓縮機的問題，以及啟動保護的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種用于大型軸流壓縮機的變頻一拖多啟動方法，包括以下步驟：

Ⅰ.設(shè)定PLC中壓縮機啟動的電壓差參數(shù)值、標(biāo)準(zhǔn)電壓參數(shù)值以及標(biāo)準(zhǔn)電流參數(shù)值，將所述電壓差參數(shù)值設(shè)定為壓縮機啟動線路實測電壓值與壓縮機啟動時間段內(nèi)理論計算線路電壓值的差值，所述差值包括一個最高值和一個臨界值；

Ⅱ.PLC實時采集壓縮機對應(yīng)進線電源的電壓值、電流值、壓縮機故障信號、變頻器故障信號；

Ⅲ.向PLC輸入壓縮機對應(yīng)的啟動編號；

當(dāng)壓縮機對應(yīng)進線電源的電壓值大于標(biāo)準(zhǔn)電壓參數(shù)值或者壓縮機對應(yīng)進線電源的電流值大于標(biāo)準(zhǔn)電流參數(shù)值或者PLC采集到壓縮機故障信號或者PLC采集到變頻器故障信號，所述PLC結(jié)束啟動并發(fā)出報警信號；否則，所述PLC執(zhí)行以下步驟：

1).所述PLC根據(jù)輸入的啟動編號，將變頻器的進線電源切換到被啟動壓縮機對應(yīng)的進線電源供電；

2).所述PLC計算被啟動壓縮機對應(yīng)進線電源的電壓值與標(biāo)準(zhǔn)電壓參數(shù)值的實際差值，然后根據(jù)實際差值與電壓差參數(shù)值做大小關(guān)系，來控制變頻器驅(qū)動被啟動壓縮機；當(dāng)實際差值小于電壓差參數(shù)值，所述PLC控制變頻器的進線電源與被啟動壓縮機對應(yīng)的進線電源斷開，同時將被啟動壓縮機切換到由被啟動壓縮機對應(yīng)的進線電源供電；

Ⅳ.重復(fù)步奏Ⅲ，啟動下一臺壓縮機。

所述步驟Ⅲ中的根據(jù)實際差值與電壓差參數(shù)值做大小關(guān)系，來控制變頻器驅(qū)動被啟動壓縮機，具體步驟為：

Ⅰ.當(dāng)ΔN>A時，PLC控制變頻器適當(dāng)降低標(biāo)準(zhǔn)工藝啟動速度啟動；

Ⅱ.當(dāng)ΔN<A時，PLC控制變頻器調(diào)節(jié)系統(tǒng)繼續(xù)按標(biāo)準(zhǔn)工藝啟動速度啟動；

其中Nr-Nz＝A，式中：

ΔN代表被啟動壓縮機對應(yīng)進線電源的電壓值與標(biāo)準(zhǔn)電壓參數(shù)值的實際差值；

Nr代表T時刻實測電壓值電壓；

Nz代表T時刻理論計算線路電壓；

A代表設(shè)定的壓縮機啟動線路實測電壓值與壓縮機啟動時間段內(nèi)理論計算線路電壓值的差值。

壓縮機每段都配有一臺高壓啟動柜、一臺高壓運行柜、一臺高壓CT柜、一臺系統(tǒng)PT柜、一臺高壓進線柜、一臺高壓母聯(lián)柜、一臺高壓插接柜以及一臺高壓出線柜。

PLC通過高壓柜直流電接觸器進行控制真空斷路器通斷。每個真空斷路器配套電流互感器，監(jiān)控真空斷路器。PLC通過PT柜中的電壓互感器采集電壓信號。PLC配置有：兩臺工控上位機，兩臺互為備用的CPU模塊，以保證驅(qū)動斷路器的穩(wěn)定性。CPU模塊與IO卡件使用的是Profibus DP總線連接，電源模塊和太網(wǎng)卡通信模塊的冗余，以保證安全穩(wěn)定性。IO卡件通過硬接線，控制變頻器以及中壓開關(guān)柜斷路器，保證其安全，同時，每條線路的PT將數(shù)據(jù)傳至PLC系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)將統(tǒng)籌安排啟動的步驟以及控制啟動過程的降頻升頻速率，保證其線路的電壓電流的穩(wěn)定性，安全性。

變頻器控制系統(tǒng)通過通信和PLC進行數(shù)據(jù)交換，傳輸控制信號和監(jiān)控參數(shù)回傳,整個系統(tǒng)含：

1)系統(tǒng)母線；

2)三只電流表，承受起動和正常運行的要求；

3)斷路器控制開關(guān)裝有紅、綠和琥珀色指示燈。

每臺進線開關(guān)柜的正面裝有下列設(shè)備：

1)母線；

2)保護繼電器；

3)裝有紅、綠和琥珀色指示燈的斷路器控制開關(guān)。

4)帶有自動短路排的電流互感器試驗部件。

每臺電壓互感器柜裝有下列設(shè)備：

1)三臺抽出式電壓互感器，接線組別為Y/Y/開口三角；

2)用于電壓互感器的一次和二次刀熔開關(guān)；

3)一只裝在開關(guān)柜前面的電壓表；

4)裝在開關(guān)柜前面的一只三相四線制電壓表切換計關(guān)；

5)母線

每臺開關(guān)柜內(nèi)有空間加熱器和恒溫器，機械動作式斷路器操作計數(shù)器。每臺開關(guān)柜內(nèi)足夠的空間供給10kV開關(guān)柜的母線或出線頭承受力的圓錐形出線頭。

真空斷路器斷路器

每臺高壓柜內(nèi)的斷路器包括下列組件:

(1)用輪子拉出型，帶有退出和可移動的轉(zhuǎn)動曲柄；

(2)接觸位置指示器；

(3)控制繼電器；

(4)脫扣線圈；

(5)儲能合閘機構(gòu)；

(6)手動跳閘按鈕；

(7)斷路器主觸頭合閘時，斷路器不能抽出。

(8)當(dāng)斷路器拉出時，有自動遮蓋12kV母線的機構(gòu)；

(9)當(dāng)斷鉻器插入開關(guān)柜時，開關(guān)拒前面的鋼板對帶電部分形成自動接地的屏障；

(10)斷路器退山時，為斷開控制接線而用的插插座；

(11)手動和電氣脫扣；

(12)控制回路繼電器和輔助接點；

(13)操作機構(gòu)的計數(shù)器，機械動作式。

斷路器可自由脫扣。當(dāng)斷路器主觸頭合閘后，防止合閘線圈再行通電。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

1、采用計算機自動化控制，變頻切換啟動迅速明顯，提高安全性和穩(wěn)定性。

2、利用先進的控制邏輯算法控制切換，合理調(diào)配啟動的時間和電網(wǎng)波動，達到性能最大化。

3、采用變頻啟動，在電網(wǎng)波動較其他啟動方式更小的情況下，迅速達到大型軸流壓縮機啟動的條件。

4、采用一臺變頻，多機非同時啟動，合理利用設(shè)備，降低設(shè)備閑置率，減少企業(yè)運營成本。

5、自動化控制裝置配合變頻啟動裝置。具有高可靠性，能夠在高海拔以及惡劣環(huán)境進行啟動，適應(yīng)能力強，可靠性能高。

6、控制可以遠程操作，對操作人員的要求低，而且安全性更高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作詳細(xì)的說明。

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例1

如圖1，正常啟動，系統(tǒng)處于自控狀態(tài),自動化PLC收到啟動1#機的指令后，將檢查12AH柜的傳至自動化的數(shù)據(jù)，檢查電壓電流的狀況，同時得到電氣系統(tǒng)正常的信號，準(zhǔn)備啟動。啟動階段，PLC自動斷開26AH、36AH、23AH、33AH柜的斷路器，將16AH、11AH合閘，將變頻器切換至1#機線路，投入1#電機時，由1#母線段供電后，通過PLC提供4～20mA電流信號驅(qū)動變頻器對電機調(diào)速(也可以由變頻器設(shè)定)，電機按預(yù)先設(shè)定的ΔN>A方式運行，運行中實時監(jiān)測ΔN值，當(dāng)ΔN>A時，PLC控制變頻器適當(dāng)降低啟動速度，保證壓降不會太快，當(dāng)ΔN<A時，PLC控制變頻器調(diào)節(jié)系統(tǒng)繼續(xù)按工藝要求啟動，以正常工況方式運行，直至最后正常運行，以確保整個起機過程不會將電網(wǎng)的電壓降超過極限值。

ΔN＞Nr-Nz＝A

其中Nr-Nz＝A，式中：

ΔN代表被啟動壓縮機對應(yīng)進線電源的電壓值與標(biāo)準(zhǔn)電壓參數(shù)值的實際差值；

Nr代表T時刻實測電壓值電壓；

Nz代表T時刻理論計算線路電壓；

A代表設(shè)定的壓縮機啟動線路實測電壓值與壓縮機啟動時間段內(nèi)理論計算線路電壓值的差值。

整個過程中，當(dāng)實際系統(tǒng)電壓降低至臨界值時，整個啟動過程將暫停保持其現(xiàn)有轉(zhuǎn)速。當(dāng)系統(tǒng)電壓低于臨界值，本次啟動將停止。啟動完成后，變頻器退出相應(yīng)的啟動電源線路，有對應(yīng)的中壓母線段持續(xù)供電。由1#電機啟動完成后進入2#電機啟動程序，1#電機自動由變頻運行轉(zhuǎn)到1#電機母線段運行，變頻器退出啟動線路，轉(zhuǎn)而提示進入下一個電機啟動程序。

啟動過程中，通過PLC邏輯算法，時刻監(jiān)控1#以及其他線路的電流和電壓，一旦系統(tǒng)電壓壓降出線異常，將采取上述自動措施，除了當(dāng)前電機的啟動指令需要人工下達，整個啟動過程都有PLC邏輯后臺自動執(zhí)行，保證多機掛載一臺變頻器的復(fù)雜回路操作簡單化。降低人工的復(fù)雜度，簡化操作流程。

在啟動2#電機時，自動化PLC收到啟動2#機的指令后，將檢查22AH柜的傳至PLC的數(shù)據(jù)，檢查電壓電流的狀況，同時得到電氣系統(tǒng)正常的信號，準(zhǔn)備啟動。啟動階段，PLC自動斷開16AH、36AH、13AH、11AH柜的斷路器，將26AH、23AH合閘，將變頻器切換至2#機線路,PLC在監(jiān)控1#、3#線路的同時，將按照上述步驟啟動2#機。3#機依此類推。多臺電機的情況下，系統(tǒng)會隨著電機數(shù)量的增加而陡坡式的增加整個系統(tǒng)的復(fù)雜度，但是通過PLC系統(tǒng)，整個的操作并沒有太復(fù)雜，復(fù)雜的線路切換和保護由PLC自動化系統(tǒng)完成。

變頻器故障情況下的控制：一旦變頻器向PLC故障報警時，而當(dāng)電機正常而變頻器故障時，可自動斷開故障段(變頻啟動段)，同時禁止啟動下一段電機，確保電機正常安全，以滿足工藝生產(chǎn)要求。

如若PLC故障：將控制開關(guān)轉(zhuǎn)至手動控制，此時現(xiàn)場變頻器面柜上手動控制，不經(jīng)過PLC，由常規(guī)中壓柜電氣元件控制。

電機故障：無論系統(tǒng)處于自動控制還是手動控制，均可切斷電機電源進行保護。

PLC并控制中壓柜電氣執(zhí)行器件進行合分閘動作，且由電流繼電器、中壓柜的輔助觸點等器件反饋信號，控制器、執(zhí)行器等共同構(gòu)成控制回路。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。