微机综合保护器在空分设备上的应用

摘要：微机综合保护器集控制、保护、监测于一体，具有强大的逻辑编程功能。本文利用微机综合保护器改造传统的继电保护系统，实现旧系统的全面升级，有效提高了设备运行效率、降低生产成本、节约能源。

关键词：微机综合保护器；空分设备；开关柜；电动机；升级

中图分类号：TB657.7 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2015）024-000-01

微机综合保护器，是集单片机、PLC和数字继电器为一体的电力设备自动控制保护装置，除了为电动机和配电设备机提供更加先进可靠的保护功能，还可以通过逻辑编程大大提高自动化水平，使得电动机和配电设备的各种运行管理更加简单，电动机的控制回路不断简化，安装、运行、维护的工作越来越方便、高效。如何对一些老的传统继电保护系统进行改造，采用合理方案，完成从分立继电保护到微机保护的升级，是值得研究和探讨的课题。

一、微机综合保护器的改造与应用实践

6500Nm3/h氧气站始建于90年代初，是金川二期工程闪速炉系统配套的空分设备，有两套6500Nm3/h制氧机组，主要为闪速炉供应氧气。该氧气站主要设备有两台3400KW同步电动机、两台400KW异步电动机和两台800KVA变压器，同步电动机采用降压启动，异步电动机采用直接启动，6KV配电系统由十五台高压开关柜组成，控制和保护由8面继电控制屏和1套集中控制操作台组成，采用传统继电保护控制系统。

二、原控制系统存在的问题

6500Nm3/h空分主空压机用高压同步电机拖动，采用电抗器降压启动，电气控制系统比较复杂，工艺、设备连锁环节多，其配套高压配电设备多，控制系统均采用分离继电器元件控制，共有8面控制屏。主要使用DZY系列直流中间继电器、DS系列时间继电器、DX系列信号继电器、DY-32型电压继电器、LL-12/10型电流继电器等。

三、改造方案

该系统改造共配置SIEMENS微机综合保护器11台，集中设置2台控制屏，代替原有的8面继电器屏和信号屏，所有逻辑控制、信号指示、保护整定值均通过SIEMENS DIGSI软件编译后写入微机综合保护器，通过后台监控系统实现整个配电系统和高压电机的监视、控制、保护和操作。图1为系统配置图

1.保护配置及控制功能

6KV电源进线：选用SIEMENS 7SJ62系列微机综合保护器2台，实现过流、速断、低电压、PT断线、电量测量、反馈控制、控制联锁逻辑和远程操作等。

6KV母线联络柜：选用SIEMENS 7SJ61系列微机综合保护器1台，实现过流和速断保护、反馈控制、控制联锁逻辑和远程操作等。

800KVA变压器：选用SIEMENS 7SJ61系列微机综合保护器2台，实现过流、速断、单相接地保护、反馈控制、控制联锁逻辑和远程操作等。

3400KW同步电动机：选用SIEMENS 7SJ635系列微机综合保护器2台，实现过流、速断、单相接地、低电压、PT断线、电量测量、反馈控制、控制联锁逻辑及油泵自动控制等；选用SIEMENS 7UT612系列微机综合保护器2台，实现差动保护。

400KW异步电动机：选用SIEMENS 7SJ62系列微机综合保护器2台，实现过流、速断、单相接地、低电压、PT断线、电量测量、反馈控制、控制联锁逻辑及油泵自动控制等。

2.改造过程与思路

充分掌握和理解原控制回路中的各种连锁和逻辑关系，通过优化将所有中间环节用微机综合保护器内部程序来实现，原有的信号指示和参数显示由后台监控实现，在此基础上重新绘制的二次原理图和接线图，根据不同电气设备和新二次原理图中用的输入/输出点数，选择合适的微机综合保护器，最后通过组态实现所有功能。

（1）集中控制屏配置

根据图1的系统配置方案，在电控室设置两台集中控制屏，安装SIEMENS微机综合保护器、控制小母线和电压小母线，其保护信息通过RS485通讯接口直接从微机综合保护器上传至后台监控系统。

（2）保护装置组态编程

根据设备控制和工艺流程，收集相关数据和信息，确定二进制信号输入量、模拟输入量、信号和跳闸命令的输出量，明确逻辑关系，编写逻辑图，通过软件对各类信号、数据进行定义，编译调试正确后下载到微机综合保护器进行程序联动调试。

（3）设置后台监控系统

后台监控系统的主要功能为数据采集、数据处理、事件记录与报警、事故追忆、故障录波，数据查询及打印等。

四、改造后的效果分析

通过本次改造，整个配电系统和高压电动机控制回路得到了很大优化，系统稳定性大大提升；微机综合保护器具有的自诊断和故障记忆功能使故障的分析和查找效率进一步提高，运行调试费用和日常检修维护费用大大降低；设置了后台监控装置，操作、状态监视、数据采集、处理等工作自动完成，降低了职工的劳动强度。

五、结束语

微机综合保护器的广泛应用，为空分设备传统继电保护改造带来了前所未有的机遇。利用微机综合保护器改造，一方面提高了空分设备配套的电动机和配电设备管理效率，降低维修和人工成本，另一方面对电气设备进行整体监控，容易实现网络化管理，通过监控主机上的客户端软件，不需要大量的硬件设备投入，通过局域网设定相应安全访问级别，工程技术人员和专业管理人员在终端计算机上，随时能了解各动力设备和配电设备运行状况，使设备长期处于专业人员的掌控之下，出现异常能及时采取有效措施，设备运行更加安全、可靠、稳定。

参考文献：

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