70t转炉倾动控制系统技术改造

段春园

摘 要：本文主要针对于ABB800变频器在冶金系统炼钢转炉倾动控制使用过程中，频繁出现过直流母线过电压故障的调试及解决问题的办法，从转炉倾动的负载特性，结合实际生产过程中所出现的问题，对其变频器故障产生的原因以及解决问题采用改造的方式进行全部的说明。

关键词：变频器；直流母线过电压故障；主/从控制系统；正力矩；负载特性

中图分类号：TF345 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）17-0062-01

1 前言

我公司炼钢厂1#转炉至2004年投产以来，在当1#转炉进行出钢、进铁水操作时，容易引起转炉倾动变频控制系统报故障现象，该现象直接的影响到转炉的正常生产以及出钢时易造成钢水夹渣现象。在2007年1月，我厂对1#转炉进行下炉检修，通过检修过程中通过对转炉倾动系统进行改造后，彻底的解决这一事故隐患。

2 转炉倾动变频原理及设备状况

炼钢厂70t转炉倾动装置采用全悬挂式四点传动式，它由四台55Kw变频电动机进行驱动。转炉倾动变频控制系统采用的瑞典ABB公司ACS800变频器，由四台变频器组成了一个主/从控制系统，通过转炉本体的PLC（可编程控制器）进行转炉倾动控制。根据转炉控制工艺要求，转炉的倾动操作角度为正反360°，当转炉炉口与炉底方向轴线与地平面垂直时为垂直状态。另外根据生产工艺设计说明，转炉按正力矩设计，即转炉的耳轴下部比上部高，下部比上部重，从而保证转炉控制系统的稳定性。当转炉炉体处于正力矩状态时，电动机处于电动运行状态，当转炉炉体处于负力矩状态时，电动机处于发电运行状态，此时电动机处于回馈制动状态。

3 转炉变频控制故障产生原因

在1#转炉进行出钢、进铁水操作时，转炉倾动变频控制系统容易报“DC OVERVOLT（中间电路直流电压过高）”的故障。变频器的主回路接线图如图1所示。

该故障主要由于直流母线电压Ud超出变频器的直流母线极限电压Udmax的1.3倍原因引起，造成这个故障的原因有三种情况：

（1）变频系统制动斩波器和制动电阻器开路或配置不当。（2）变频器的减速时间设置太短。（3）控制的负载特性需调整。

经过我们对1#转炉倾动变频器的制动斩波器与外接的制动电阻的检查，以及参照ACS800变频器选型手册匹配的制动电阻进行了验证确认，基本将第一种情况进行排除。我们通过修改了控制变频器主机的减速时间，将原来设置的减速时间3S改成了6S后，在转炉操作过程中，变频器报故障的次数有所减少。但是由于炼钢转炉倾动装置在操作过程中是需要进行频繁的起动、制动及加减速操作，主机变频器减速时间的延长，使得变频器切换时间的加长，所以对转炉倾动操作带来了一定的困难，这个办法基本不能满足生产工艺的要求，而且没有根本性的解决转炉倾动控制系统报故障的问题。

经过现场对转炉倾动操作时，变频器输出实际力矩与电机电流变化情况实时监控，以及结合对转炉倾动控制进行的一些模拟实验数据。发现1#转炉在实际运行过程中，随转炉的角度变化变频器的实际输出力矩值的波动很大，稳定性差。针对转炉倾动装置的实际操作中，进行进铁水或出钢时，可能出现负力矩正常现象。特将1#转炉与2#转炉的变频器运行参数进行比较后发现，1#转炉在进行出钢与进铁水时操作时，造成转炉倾动变频系统报故障的主要原因是：1#转炉炉体的负载正力矩不对，当1#转炉炉体进行出钢或进铁水时，转炉炉体出现负力矩状态，此时电动机处于发电运行状态，变频器必须靠逆变单元、制动单元将电动机所产生的电能进行回馈、消耗。但是当转炉炉体产生负力矩值太大，引起变频器的直流母線电压过高，变频器过流保护报故障。

4 转炉自动控制与变频系统改造

根据以上故障原因分析，炼钢厂在2007年1#转炉下炉检修对转炉系统进行如下改造：

（1）针对1#转炉炉体负载正力矩不对的情况，对1#转炉炉体底部不同部位加焊约4吨的配重，来充分保证转炉的正力矩特性。（2）通过对1#转炉倾动控制变频器参数的调整，在1#转炉负载特性变动的情况下，对变频器的输出力矩的调节方式，以及对力矩波动的响应性的相关参数进行调整。（3）将1#转炉紧急停车系统由原来设计紧停开关的动作时，只是将变频器的控制使能信号进行切断条件，改造当紧停开关动作时，同时将变频器的相关控制信号以及抱闸电源开关进行切断。

5 结语

1#转炉通过以上项目改造，经过了2个月的正常生产，1#转炉在出钢与进铁水操作时，再也没有出现变频器报故障现象。彻底的解决了该设备事故隐患。

参考文献

[1]韩安荣.通用变频器及其应用[M].机械工业出版社，2003.

[2]ACS800标准应用程序7.x.北京：ABB电气传动有限公司.endprint