一、概述

     ZR-ZDK型微机直流油泵电机控制系统是我公司根据电力生产现场实际需要，广泛征求电厂、设计院等专家技术人员的意见，参考吸收国内外大量的设计思想和技术，采用新型的微机控制技术和电力电子技术开发研制，实现了该产品的高度可靠化和智能化。

     装置系统适用于各种类型直流电机（尤其是10KW以上大功率电机）起、停的智能控制，主要应用于火电厂中各种直流油泵的控制，如主机、小机直流润滑油泵，氢侧、空侧直流密封油泵等，作为传统控制方式的更新换代产品，它具有工作原理先进、可靠、结构简单、故障率低、维护方便等特点。

     在火电厂中，为了保证主机和小机的可靠运行，除配有主机和小机交流润滑油泵外，还配有主机和小机的直流润滑油泵作为备用油泵，通常称为事故油泵，由比较可靠的直流蓄电池组供电，在事故情况下，确保汽轮机安全停机。

     汽轮机的轴承是确定转子在汽缸中辐向及轴向位置，用油做为润滑介质并带走热量，因此供油系统的可靠工作是轴承工作好坏的基本条件，对汽轮机安全性关系很大，对大机组的保证更为重要。当机组出现故障紧急停机时，主油泵出口油压降低，交流高低压辅助油泵应根据压力联动自动投入，不应发生断油事故。但有时因联动未投或者拒动，或因厂用电中断等原因不能自动投入时，则必须依靠直流润滑油泵的可靠启动，提供正常的润滑油压来安全停机。但是直流润滑油泵往往也会因失电或控制回路失灵等原因而不能可靠自启动，使汽轮机供油中断，当轴承断油时，转子在轴承内转动变为干摩擦，轴瓦乌金温度及回油温度急剧升高，机组强烈震动，机内动、静部件发生摩擦，轴瓦很快会被烧坏，引起机组重大损坏事故，造成巨大的经济损失。这种结果，在国内外的电力生产中屡见不鲜。据国家有关部门统计，在电力生产中，由于油系统的问题而导致的故障占总事故的10%以上，在重大设备损坏事故中所占比例更高。由此可见直流润滑油泵对可靠运行的重大意义。

     氢侧、空侧直流密封油泵如运行不可靠，将使机组运行存在重大隐患。润滑油泵、密封油泵之所以要有备用油泵，就是其对机组稳定运行至关重要，之所以采用直流电机，就是因为用蓄电池为其提供工作电源，可靠性较高。但是由于直流电动机的启动特点及其落后的控制方式，造成了其本身工作极不可靠，而且对整个

     直流系统造成较大的冲击，进而对二次回路的正常工作造成极大危害。

     直流电动机启动时显著的特点就是：启动电流大，大冲击电流可达到额定电流的15-20倍，将使直流系统受到巨大的电流冲击，电动机亦受到机械冲击。

     针对这个特点，目前火力发电厂中应用广泛的启动方式是电枢回路串接电阻启动，该启动方式是：启动时在直流电动机电枢回路中串入启动电阻，以限制启动电流。启动电阻为一个至三个电阻串接的可变电阻，在启动过程中，开始启动时，电枢回路接入电源，串入全部电阻，以尽量降低启动电流，随后以固定时间及时逐级短接三个电阻，直到电机正常启动。这种启动方式的应用在电力生产中非常普遍，其暴露出的缺陷及隐患也是非常多的，大致有如下几项：

     1、它不能彻底解决直流电动机启动过程中冲击电流大的问题，启动过程中直流电动机启动电流依旧大于其额定电流数倍。仍有可能因启动电流过大而引起电机加速损坏；

     2、控制原理落后，方式复杂，环节过多，故障率极高，维护工作量很大，这种启动方式需由几个大容量的直流接触器和中间继电器、时间继电器组成，由于元件较多，故障率极高，柜体内非常拥挤，检修维护极不方便；

     3、启动过程中，任何一级电阻不切换，即可导致直流电动机不能正常运行，电阻发热严重，电机过载；

     4、启动过程中，启动电流仍旧较大，使蓄电池受到电流冲击，输出电压降低，如果有任何一级电阻不切换，则会恶化蓄电池的运行情况，对电气二次回路的正常工作造成威胁，比如事故情况下有关开关拒跳，是事故扩大；

     5、在停泵过程中，直流电机的反电动势，通过直流接触器断开时的弧光瞬时加入直流系统，导致直流系统电压大幅波动，严重时电压波动幅度大于100V，对电气二次回路的正常工作造成极大威胁，如现场运行中的开关无故偷跳的现象，就是由此引起；

     6、为了应对直流电动机启动时的超高电流，直流电源系统不得不加大容量，使设备投资加大。

二、装置系统主要特点：

     1、能实现直流电机的平滑无级启动，保证启动和运行电流始终在电机的额定电流以下，对直流和直流电机无任何冲击，充分保证了直流系统和直流电机的可靠。同时还降低了对直流电源容量的要求，可节省直流系统的投资。而传统的设备只能实现一级或三级阶梯启动，启动电流远远超过了电机的额定电流，对直流系统和直流电机冲击巨大，严重影响直流系统和直流电机的安全。

     2、ZR-ZDK型装置对电机的控制和保护方式完备：

     全面监控电机控制系统的各种关键参数，如电枢电压、电枢电流、励磁电压、励磁电流等；

     实时显示系统的工作状态并通过通迅接点实时上传系统的工作状态和工作参数；

     对电机的保护报警功能完备，确保电机工作在理想状态。严防电机的非正常运行。如励磁回路故障启动保护，运行中电枢和励磁回路故障电机保护、过流过压报警，超温报警等。

     而传统装置只能实现简单的监测，无法实现以上新型装置的功能。

     3、ZR-ZDK型装置采用微机控制，可以实现复杂的设备控制、参数设定，故障存储、即时通讯等功能，比如电机的启动时间设定、电机的启动初始电流设定，电机的各种参数报警定值设定等，而传统装置只能实现单一的启动功能。

     综上所述，ZR-ZDK型装置无论是对直流系统来说还是对直流电机来说运行安全性和可靠性都有巨大的优势。

     该产品经多家电厂现场运行证明，ZR-ZDK型微机直流油泵电机控制系统完全可以解决传统直流电机控制系统的弊病，并能在运行中更可靠的监测电机的各种关键参数，可以按理想电机的控制模式来监控电机的运行，大大提高了直流电机运行的可靠性，功能和技术居较高水平，完全可以作为传统的电枢绕组三级降压起动控制方式的更新换代产品。

三、装置系统的主要特点和技术参数

     3.1 特点

     3.1.1 本系统集控制、测量、信号、显示等功能于一体；

     3.1.2 电机启动采用新的IGBT器件实现流行的无触点控制理念，16位微机控制，PWM脉宽调制输出，电流线性上升，保证对系统无冲击；

     3.1.3 电机启动电流由零到额定值的变化时间可控制；

     3.1.5 更新改造方便，对外围回路无需更改，接线方便；

     3.1.6 控制回路采用插拔式接线，检修维护方便；

     3.1.7 装置的控制电路和功率元件全部采用元器件，相对于原控制装置增加了智能过流保护和温度保护功能，保护时发报警信号；

     3.1.8 两级看门狗，功率器件200%～500%裕度可靠性设计，确保系统完全可靠；

     3.1.10 完善的保护报警功能：

     3.1.10.1启、停机保护 在电机启动时励磁电压异常，自动报警并保护；在电机停机时励磁电压已消失的情况下如仍有电枢电压，自动报警并保护；

     3.1.10.2 失磁保护 在运行中实时监测励磁电压，励磁电压异常自动报警并保护；

     3.1.10.3 IGBT模块报警达到设定次数自动保护；

     3.1.10.4 电枢电流超过设定值自动报警；

     3.1.10.5 电枢电压超过设定值自动报警；

     3.2 技术参数

     3.2.1 工作电压：DC220V/110V (±%10)；

     3.2.2 电机容量：0.5～80KW；

     3.2.3 电流升至额定值时间：3～5秒可调；

     3.2.5 保护动作：发信号；；

     3.2.7 散热方式：自然冷；

     3.2.8 控制装置掉电信息不丢失；

     3.2.10 触电容量：装置的出口继电器触点大导通电流为5A 30VDC,5A 250VAC;

     3.2.11 提供4～20mA电流输出至远方；

     3.2.12 提供信号输出至远方；

     3.3 安全与EMC电磁兼容参数

     3.3.1 绝缘性能

      3.3.1.1 绝缘电阻

     在标准试验大气条件下，装置绝缘电阻满足表1所示要求。 

表1 装置绝缘电阻

     3.3.3 抗电磁干扰性能
     3.3.3.1 脉冲干扰试验
     能承受频率为1MHz及100KHz衰减震荡波脉冲干扰试验（第一半波电压幅值共模2500V，差模1000V），持续时间不少于2S。在试验期间内，装置无误动或拒动。试验后，装置无元件损坏现象。
     3.3.3.2 静电放电测试
     能承受IEC 60255﹣22﹣2标准规定的Ⅲ级的静电放电试验。
     3.3.3.3 辐射电磁场干扰测试
     能承受IEC 60255﹣22﹣3标准规定的Ⅲ级的辐射电磁场干扰试验。
     3.3.3.4快速瞬变干扰试验
     能承受IEC 60255﹣22﹣4标准规定的Ⅲ级的快速瞬变干扰试验。

     四、使用环境条件

     4.1 环境温度：﹣40℃～﹢55℃；
     4.2 相对湿度：≤90%；
     4.3 贮存温度：-25℃～﹢70℃；
     4.4 大气压力：80kpa～110kpa；
     4.5地震烈度：≤8度；
     4.6防护等级：IP30 ；
     4.7安装方式：柜（箱）体应与地面垂直，安装倾斜度不得超过5%；
     4.8使用环境：海拔高度不超过2000m，使用地点不允许有爆炸危险的介质，周围介质中不应含有腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电介质，不允许充满水蒸气及有较严重霉菌存在。
 

五、系统型号与适用范围

系统型号与功能对照表