矿热炉低压无功补偿装置使用说明书.docx

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矿热炉低压无功补偿装置使用说明书

矿热炉低压无功补偿装置

使

用

说

明

书

无锡北科自动化科技有限公司

1.概述

2.使用环境

3.装置组成

4.工作原理

5.系统操作

6.系统维护及故障处理

7.特别注意事项

一．概述

1.矿热炉低压无功补偿是利用现代控制技术和短网技术将大容量、大电流的低压电力电容器接入矿热炉二次侧的无功补偿装置。

该装置不仅是无功功率补偿效果的最好表现，还可以使矿热炉的功率因数在较高值运行，降低短网和一次侧的无功消耗，抑制3次、5次、7次谐波。

调平三相功率，提高变压器输出能力。

控制的重点使三相功率不平衡度下降，达到三相功率相等。

使坩埚扩大、热量集中，提高炉面温度，使反应加快，达到提高产品质量、降耗和增产的目的。

2.无功功率补偿装置为非标设备，各厂家配置相差较大，《使用说明书》也彼此不同。

二．使用环境

海拔高度：

不大于2000m

环境温度：

-40℃~+40℃

环境条件：

周围介质无爆炸危险、无损坏绝缘及腐蚀金属的气体，无导电尘埃。

无剧烈震动。

三．装置组成

整套装置由一个控制柜，9台电容器柜组成（每相3台）

1、控制柜

控制柜由触摸电脑、PLC、数据量采集模块、断路器、继电器等组成。

2、电容柜

电容柜补偿为每相5台柜，动态补偿采用单极真空接触器投切。

每柜装有42台电容器并串接铁氧体电抗器。

电源端装有隔离开关。

每条电容器支路都装有电流互感器、电流表、以及电流采集模块。

四．工作原理

本装置工作由数据量采集模块采集一次侧PT和CT信号，检测各相的无功功率、有功功率、功率因数，并将以上数据送入触摸屏进行运算。

依据这些数据来控制各相补偿量。

五．系统操作

本系统操作控制分为现场就地操作和控制室触摸屏控制两部分。

控制室控制又分为手动和自动两部分。

1、投运前准备

1.1、检查水路是否正常。

1.2、检查控制柜系统是否正常。

1.3、检查各电容柜及柜内设备、元器件有无异常。

炉变送电前应检查各电容柜面板上的旋钮处在远方位置。

现场就地操作

2、手动投运

2.1待矿热炉负荷稳定后依次合上电容柜内的隔离开关。

2.2依次合上控制柜内空气开关。

2.3将控制柜面板上急停按钮向右旋转至弹出位置。

2.4依次将电容器柜面板上的旋钮旋至就地位置，电容器组投入运行。

3、手动退出。

3.1、依次将电容柜面板上的旋钮旋至远方位置电容器组退出运行。

4、控制室触摸屏控制

4.1手动运行

a）依次合上控制柜内空气开关。

b）触摸屏自动进入监控主界面

c）将控制柜面板上急停按钮向右旋转至弹出位置。

d）点击“手动操作“。

e）点击相应点号可投入相应电容器组。

f）点击相应点号可切除相应电容器组。

4.2自动运行

a）依次合上控制柜内空气开关。

b）触摸屏自动进入监控主界面。

c）将控制柜面板上急停按钮向右旋转至弹出位置。

d）点击“参数设定”。

e）结合炉子参数修改一次侧PT和CT的变比，以及投切条件的参数和电容器支路电流保护CT的变比。

f）点击“启停开关”即可实现自动投切。

5、控制软件操作程序

5.1、《使用说明书》中的众多图片并非来自工程现场截图，因此所有实时数据均为0，所有曲线显示区尚未有任何曲线的显示，少数状态图标的颜色为人工处理，部分系统参数的设置数据不足参考。

5.2、本设备的操作均在人机界面上进行，《使用说明书》围绕交互界面描述。

5.3系统初始化界面

系统上电后的初始界面，维持时间约5秒钟，此间系统进行各种自检和初始化工作。

5.4系统监控界面（参考，略有差异）

整个系统工作期间的缺省界面，借此察看系统运行期间的主要技术数据、实时曲线、多种运行状态，并提供多种相关操作的按键接口等。

a）关键数据表

1）A、B、C三相高压侧的电压有效值及电流有效值

2）A、B、C三相及总有功功率、无功功率及视在功率

3）A、B、C三相及总功率因数

根据系统控制策略、系统参数的设定值以及系统运行的当前值，数据显示可能呈现不同的背景色（绿色或灰色：

正常；黄色：

警戒；红色：

超限）

b）实时曲线

1）A、B、C三相及总功率因数实时曲线

2）A、B、C三相及总有功功率实时曲线

3）A、B、C三相及总无功功率实时曲线

4）A、B、C三相及总视在功率实时曲线

5）A相有功功率、无功功率及视在功率实时曲线

6）B相有功功率、无功功率及视在功率实时曲线

7）C相有功功率、无功功率及视在功率实时曲线

通过曲线下方标有功能指示的按键进行不同数据对象的查看，该按键指示灯相应为绿色，同时曲线上方不同颜色的标签显示所查看对象相应曲线的颜色。

下图两图分别为功率因数及无功功率的查看界面：

c）投切状态指示

1）A相30条补偿支路投切状态指示

2）B相30条补偿支路投切状态指示

3）C相30条补偿支路投切状态指示

每一条补偿支路对应一个标签，标签含红、绿两种颜色，绿色指示该标签对应支路当前处于投入状态，红色表示该标签对应支路当前处于切出状态。

d）通讯状态等指示

1）通讯状态指示

2）系统运行状态指示

3）存储器剩余空间指示

通讯状态指示包含14个标签，分别对应系统的14只基于串行通讯工作模式的测控模块。

每个标签均包含红绿两种颜色，绿色指示正常，红色表示断路。

系统上电期间通讯建立不会瞬间完成，会出现短时间部分标签为红色的现象。

正常工作期间所有的标签应为绿色。

系统运行状态指示标签包含红绿两种颜色，系统正常运行时两种颜色交替闪烁。

存储器用以保存系统运行过程中电压、电流、功率因数等多种对象的数值，剩余空间为HMI中具有断电记忆功能的存储器的剩余空间。

e）操作按键区

4）参数设置按钮

5）U盘导出按键

6）手动操作按键

7）补偿查看按键

8）历史曲线查看按键

9）运行/停止按键

运行/停止按键包含“运行”、“停止”文字及红绿双色状态标签，“运行”及绿色表示当前处于运行状态，“停止”及红色表示当前处于停止状态。

5.5系统设置界面（参考，略有差异）

系统设置提供操作者根据系统工作现状及需求进行系统参数设定的功能。

对系统参数进行设定需要操作员密码，初始密码为“111111”，在进入系统设置界面后可以进行修改。

单击“监控界面”下“系统设置”按键进入系统密码输入界面：

单击密码输入框，系统自动弹出密码输入软键盘：

正确输入密码后，单击确定，进入系统设置界面：

单击某系统参数输入框，系统自动弹出输入软键盘，输入期望的参数，单击软键盘的确定按键，完成本项参数的输入。

同样的方法，完成其它参数的设定。

修改密码操作和参数设置方法类似，连续输入两次相同的字符组合，单击“确认修改”，系统会弹出修改成功界面，否则弹出修改出错，需重新操作。

完成系统参数设定后，单击“保存设置”按键对所设定的参数进行保存。

单击“返回”按键返回“系统监控”界面。

5.6补偿查看界面

补偿查看界面主要用以观察系统当前的补偿状况，包括每条补偿支路的投入状况及每条补偿支路的补偿电流。

投入支路的标签为绿色，未投入支路的标签为红色（监控界面也简单地包含此状态信息），标签后数值框显示对应补偿支路的工作电流。

单击“监控界面”下“补偿查看”按键可进入“补偿查看”界面，如下图所示：

5.7、手动操作界面（参考，略有差异）

手动操作界面为操作者提供对任一补偿支路单独操作（投入/切出）的功能。

此功能主要为装置调试或故障排查提供便利：

借此观察每条补偿支路是否可以正常投切、投切量的多少与功率因数的提高效果、补偿支路的补偿电流等。

每个按键对应一条补偿支路，单击某按键改变对应支路的投切状态，红色表示当前为切出状态，绿色表示当前为投入状态。

按键上方数值框指示对应补偿支路的当前电流。

在所有支路都切出的状态下，单击“监控界面”下“手动操作”按键可进入手动操作界面。

同样，在所有支路都切出的状态下，单击“手动操作”界面中的“返回”按键系统会返回到监控界面。

此外，还包含Φ_Uab（A、B相电压的相位差）、Φ_Ubc（B、C相电压的相位差）、Φ_Uca（C、A相电压的相位差）、Φa（A相功率因数角）、Φb（B相功率因数角）、Φc（C相功率因数角）、以及通讯状态、剩余存储容量。

手动操作的界面如下图所示（参考，略有差异）：

5.8历史曲线界面

本系统定时存储设备运行过程中的多种重要数据，并可用曲线方式浏览功率因数、有功功率、无功功率及视在功率几种历史数据。

历史曲线的横轴为绝对时间，自左向右时长4小时，时间格式为：

“日时：

分”，纵轴为历史记录的相应数值。

在曲线区单击或平滑移动游标，可以查看游标指示时刻的历史记录值。

查询时会紧贴游标弹出浮动数据表。

此表包含“显示内容”、“坐标范围”、“当前值”及“单位”信息，“显示内容”列包含“绝对时钟”及历史记录数据的名称。

曲线下方有时间设置小键盘，借此可以查看不同时段的数据

单击“监控界面”下“历史曲线”按键，进入“有功功率纪录”查看界面，该界面包含“有功功率纪录”、“无功功率记录”、“视在功率记录”及“功率因数记录”几只按键，单击某按键可进入相应历史数据的曲线浏览界面，并可通过上述几只按键在不同的内容间切换。

单击历史曲线下“返回监控”按键可返回“系统监控”界面。

1）“有功功率记录”曲线浏览界面如下图所示：

2）“无功功率记录”曲线浏览界面如下图所示：

3）“视在功率记录”曲线浏览界面如下图所示：

4）“功率因数记录”曲线浏览界面如下图所示：

5）单击时间设置小键盘中下图所示按键将弹出时间设置面板

时间设置面板如下图，借此可以方便地进行时段选择。

5.9历史数据界面

历史数据界面以表格方式提供历史数据的查询功能，表格包含“记录时间”、“功率因数”、“有功功率”、“无功功率”及“视在功率”几种数据。

表格下方数据框指示当前记录的总数。

单击监控界面下“历史数据”按键可进入“历史数据”界面，如下图：

单击数据表格右下方“设置”按键，弹出时间设置面板，借此可方便地进行数据查询。

单击数据表下方“返回”按键将返回到“系统监控”界面。

5.10数据导出界面

本系统定时存储设备运行过程中的多种重要数据，包括功率因数、各种功率、系统工作电压及工作电流等，定时时间可以由用户设定（最短时间间隔5秒钟）。

历史数据可以通过U盘导出，利用电脑平台的EXCEL软件可以打开导出的文件，进而更方便地进行数据查看、统计、观测数据图表以及打印。

EXCEL软件建议采用2007以上版本。

单击监控界面下“数据导出”按键可进入“数据导出”界面，如下图：

将U盘插入HMI后背板USB接口，稍等片刻，单击“数据导出”按键，历史数据开始导出。

导出进度条将指示导出的进度，进度条上的数据为导出的记录数。

单击“清空数据”，弹出清空确认界面，如下图所示。

单击“确认”，历史数据将被清空，存储空间被释放。

单击“取消”或“返回”按键，返回到“数据导出”界面。

单击“数据导出”界面下“返回”按键将返回到“系统监控”界面。

5.11软件运行的注意事项

a）如果矿热炉停电，必须先关闭本系统。

b）矿热炉跳闸，系统会自动切除电容器组，此时必须点击“启停开关”关闭本系统。

待矿热炉送上电后再启动。

如果低压补偿系统运行出现紧急情况，软件程序来不及退出低压补偿时，可直接将控制柜面板上的急停按钮按下，可全部退出电容器组，等系统故障排除后，必须确认软件系统显示电容器组在完成切除状态下，然后旋起急停按钮，点击“启停开关”，系统进入自动运行状态。

六、系统维护及故障处理

1、电容器组维护

低压补偿装置在运行中应经常检查，必要时还应做定期检查和特殊的巡视检查。

对于无人值班的并联电容器组至少每小时检查一次，在夏季高温季节应每半小时检查，巡视检查的主要内容：

※检查电容器的外壳有无膨胀和渗漏油迹象。

※检查电容器的个连接点有无接触不良过热现象。

※检查电容器的外壳温度有无过高现象。

※检查电容器运行声音是否正常，有无异常放电打火现象，在运行中发现电容器运行不正常应及时查明原因，并做相应处理，以免造成事故蔓延扩大。

※为保证电容器、真空接触器以及隔离开关接触完好必须每星期吹灰一次。

※电容器室需配备必要的灭火器材。

※经常检查导电铜管的水路和连接情况。

※定期对接触器进出线母线以及电容器导杆上的螺栓加以紧固。

※在维护前，必须确认真空接触器在分闸位置，电容器组端隔离开关在分开位置。

并且要对电容器进行放电验电。

对补偿系统铜管及水冷却部分维护前必须确认一次侧开关在分闸位置。

以保障维护人员安全。

2、故障状态处理

在系统出现故障状态下：

按系统切除步骤将系统切除，将隔离开关拉下至分闸位置，放电5分钟后，经放电验电并确认电容器两端电压低于65V后，方可对系统进行故障处理。

七、特别注意事项

由于本系统具有低电压、大电流的特点，为保障人身安全，相关操作人员应严格遵守以下规定：

1、严禁隔离开关在合闸位置时进行维护检修工作。

2、严禁隔离开关在真空接触器处于合闸位置并有电流情况下操作。

3、严禁在隔离开关分离5分钟内对电容器本体或其附件、及真空接触及其附件进行处理。

如需处理，必须在隔离开关处于分闸位置5分钟后，并进行放电验电后方可进行。

4、在本系统工作时，严禁非有关人员进入电容器室。

5、严禁用手或其它金属物体接触上端铜母线系统，以防触电或短路。

6、电容器室需配备消防器材，以防室内电气着火进行及时灭火处理。

7、当矿热炉一次侧开关合闸后，二次低压无功补偿即确认为带电设备。

8、巡视检查低压无功补偿装置时，必须由电气专业人员进行，发现问题及时汇报，并做好巡检记录。