ABB中压传动保护介绍及其改进

摘要：文章介绍了ABB中压传动ACS6000主回路保护系统，通过增加失压继电器，对其保护回路进行了改进，增加系统安全性。同时，介绍通过数字示波器检测继电器动作时间的方法。

关键词：ACS6000；失压继电器；保护改进

中图分类号：TG335 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）26-0047-02

1 概述

日照钢铁有限公司高速线材生产线引进的达涅利的双模块轧机，电气传动是ABB的中压变频ACS6000。ACS6000是ABB的一种中压变频器，采用了先进的IGCT整流元件，采用DTC直接转矩控制，保护系统中采用了控制电源失压脱扣保护，和一般保护相比，具有优越性，已经相当完美。在使用过程中，变频器暴露出自身的保护系统存在缺陷，我们对其保护回路进行了改进，使其更加完善。

2 ACS6000传动保护与一般保护的对比

2.1 现在一般保护实现

使用保护装置的常开接点，使断路器的跳闸线圈得电，实现保护功能。这实际上存在隐患：（1）在控制电源失去时发生故障，微机保护因为失去电源不能工作，无法发出保护信号。（2）跳闸线圈失去直流控制电源，造成断路器拒动。

2.2 ACS6000断路器保护实现

ABB断路器内部有2个跳闸线圈（见图1）：

图1 Main Circuit Breaker specification

一个是常开节点控制，实现正常分闸open命令。另一个是失压脱扣线圈，执行事故trip跳闸命令。预跳闸回路串联了一组保护常闭接点，当拍下急停按钮或者微机综合保护动作，预跳闸回路断开，ACS6000发出trip跳闸命令，跳开断路器和关断IGCT触发。因为断路器动作时间大约有20ms，所以IGCT在断路器之前，提前关断触发。

采用常闭接点和失压脱扣线圈的优点：避免了上面的两个隐患，适合在配电末端，重要的设备使用。

3 改进

3.1 改进的原因

在一次轧钢过程中，ACS6000的UPS电源损坏，交流220V控制电源失去，引发了ACS6000故障，经检查，ARU整流柜中其中一块IGCT发热偏高，测极间电压异常，对其进行更换后，系统恢复正常。因控制电源失去，造成IGCT不能及时关断，在主回路的电源和电机的反电动势共同作用下，将其损坏。所以，传动柜需要一个和交流控制电源有关的保护。

3.2 改进的实现

在ACS6000变频器交流220V控制电源两端，并联一只交流电压检测继电器ZJ的线圈，把这个继电器ZJ的常开接点，串联到ACS6000 Pre-trip预跳闸回路。具体见图2：

图2

3.3 动作过程

当交流控制电源失去时，继电器ZJ的常开接点断开，预跳闸回路断开，ACS6000系统发出trip跳闸命令，封锁脉冲信号，同时使进线的高压断路器跳闸。

4 检验可行性

利用示波器，继电器断电反应时间检测回路（见

图2）：

图3

ZJ为被检测继电器，P1、P2为示波器的检测点。首先空开K1合闸，使继电器ZJ得电吸合。合空开K2，使P2通过继电器ZJ的常开接点得电。示波器设置：P1作为P2的触发信号。开始测试：断开K1，检测点P1失电，示波器开始触发，开始记录检测点P2的波形，经过一个很短的延时t，继电器ZJ的常开接点断开，检测点P2失电。经过20余次检测，由示波器读出P2记录的工频波形时间，也就是延时t，范围在3～7ms，造成这样的差异，是因为动作时刻的工频电压的向量角度不同。大多数情况下是在5ms，最长不会超过10ms，也就是，在50Hz工频的半个周波内，继电器完成动作过程。

5 结语

根据ABB对主回路断路器保护要求：继电保护信号在故障60ms内，给ACS6000预跳闸信号。测试结果表明，使用这样的继电器，动作时间小于10ms，更小于60ms，是满足ABB对继电保护要求的。2007年控制回路改造后，ABB中压传动经历了多次非正常停电考验，至今运行正常。

参考文献

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

作者简介：綦建钢（1973―），男，山东平度人，日照钢铁有限公司棒线厂工程师，研究方向：电气自动化；李莉芝，女，日照钢铁有限公司能源管控中心高级工程师，研究方向：电气自动化。