水泥厂电气培训.ppt

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1、各位同事大家上午好！2021/9/1511水泥厂配电系统简介2电耗计算3电气设备介绍4仪表介绍5防雷接地2021/9/152原料磨配电站6kV/10kV水泥厂配电系统简介水泥磨配电站6kV/10kV窑头配电站6kV/10kV原料部分各电气室400V窑头部分各电气室400V水泥磨部分各电气室400V总降压站35kV或110kV总降及各配电站的供电网络需要根据实际总图布置来决定，上图只是常见供电关系！2021/9/153举例说明水泥厂的配电系统：工厂进线电源电压采用110kV，电源引自厂区附近的上级区域变电所，110kV单回路架空线路引人厂内。在熟料线厂区设一座110kV总降压站，内设35MVA主

2、变一台，能够满足水泥厂一条生产线负荷需要。（电源选择110kV或者35kV的区别）。厂内设容量1000kVA柴油发电机一台作为保安电源。(情况可以不设柴油发电机)一般2500t配500kW一般3200t配600kW一般5000t配800kW此外，本项目将同步建设一套9000kW纯低温余热发电机组，计划并在总降压站10kV侧并网。当热电联产时与总降压站并网、向本项目水泥生产线供电，缺口部分由当地电网通过主变降压后供电。水泥厂配电系统简介2021/9/154水泥厂配电系统简介装机功率和计算功率的区别：高压电机低压电机石灰石破碎机630110D740石灰石破碎机630214758反击式破碎机4501

3、31D1740辊压机1800140D1083辊压机1800143D4028原料磨风机2000144D886高温风机2500161D2936窑尾排风机1250500窑主传710窑头排风机1000辊盘式磨煤机630煤粉防爆通风机560水泥磨立磨3150水泥磨废气排风机1600合计1871012671总装机3138122280.51计算负荷主变选择2500031500不考虑余热发电负载率0.94 0.74 考虑余热发电负载率0.73 0.58 2021/9/155水泥厂配电系统简介电气操作中注意点：原料磨配电站为单母线分段结线，两路电源分别引自总降压站，正常时两路电源同时供电，母联柜断开。其中一路电

4、源故障时，母联柜合上，由另一路电源供电,保证烧成系统供电；破碎配电站,水泥磨配电站、窑头配电站为单母线不分段结线。窑头配电站由总降双回路供电,一用一备。中压断路器操作进线回路和回路和变压器器馈出出线（10kV断路器）的控制操作断路器）的控制操作主要操作方式：设置在10kV开关柜上，完全独立于通讯网络，通过选择开关和控制按钮进行操作控制，主要作为开关检修、调试时用。电动机机馈出出线（10kV断路器）的控制操作断路器）的控制操作(1)主要操作方式：设置DCS计算机操作站上，可通过键盘或鼠标进行控制操作。(2)后备操作方式：设置在现场按钮箱上，通过按钮箱上的控制按钮进行操作控制，主要作为设备和电机检

5、修、单机调试时用，也是控制操作的后备方式。2021/9/156一级配电、两级配电以及电耗考核。主要指低压380V配电系统。一级配电指变压器供电范围内的设备均直接挂于变压器低压侧母排上。投资少，但用电量无法分车间计量。两级配电指变压器先给电气室配电，电气室再通过开关给各车间、工艺段的抽屉柜供电。投资多，用电量可以分车间、分工艺计量。为了节省投资大于等于55kW的电机及用电设备直接从电气室配电。根据上述描述，如果电量的计算要做到按工艺段划分必须采用两级配电，同时在设计中要把非工艺生产设备的供电另外单独配电，例如电动葫芦、检修电源、照明等等。所以要计算一个工艺段的电耗，需要从下列电表抄录电量然后累加

6、：该工艺段所有380V小电机消耗的电能(电气配电设计已经按照工艺段划分了)；该工艺段所有380V大电机消耗的电能(大于等于55kW的电机及用电设备);该工艺段所有高压电机消耗的电能(6kV或10kV).我们考核中所说的熟料电耗，水泥电耗是不包括非工艺生产设备消耗的电能，例如机电修车间的电耗。对于一些公用设备的电耗计算需要根据实际情况来核算,例如全厂就一个空压机站,如果算熟料电耗时把全部空气压缩机消耗的电耗全部折算到熟料中去,必然使熟料电耗增加,另外循环水泵房等在计算电耗时都要考虑一定折算系数。电耗计算2021/9/157工艺段电耗（kWh/t)产量(t/h)低压电耗原料磨主电机原料磨风机原料磨

7、系统-配料站底到均化库顶16.81 434.86 0.99 7.80 8.02 烧成系统含废气处理全厂的空压机25.63 247.58 废气处理低压电耗窑尾排电耗窑尾窑中低压电耗高温风机1电耗1.25 1.59 3.47 4.23 高温风机2电耗窑主机电耗窑头低压电耗窑头排电耗3.16 1.46 7.82 2.65 煤磨系统,不含煤取料机51.44 27.68 煤磨低压煤磨主电机煤磨风机7.62 20.11 23.71 水泥磨系统,配料站底到水泥库顶43.80 92.10 低压电耗磨机电耗风机电耗说明：1、原料处理部分为两条线共用设备，电耗未统计在内。2、循环水泵房、水泥包装系统由一线供电，本

8、次未统计电耗电耗计算越南宜山项目2021/9/158生成电耗的高低和主要和下面几个方面有关系：工艺生产方式，例如原料磨选用辊压机，还是立磨；熟料及水泥的产量，一般产量越高电耗越低；工艺操作水平和管理水平，例如破碎机，如果石灰石运送车运力不够，必然造成石灰石破碎空转多，电耗增加；设备可靠性及维护水平,经常性地设备跳停,电耗肯定增加;电气专业,在节能降耗方面主要有下列几个措施:选用低损耗节能变压器S13，变压器负荷率尽量不超过60%，但投资太大；选择高效电机，目前国家规范要求低压电机选择YX3系列高效电机；照明灯具选择节能型产品，例如选择LED光源;对于调节范围较大的风机和水泵采用变频调速。根据上

9、面的描述，我们可以知道节能降耗，主要是选择合理的工艺方案，以及性能优良的设备（例如高效风机降低风机装机功率），更重要的是良好的管理！电耗计算2021/9/159电气设备介绍电机电机分类按电压分有AC380V、AC690V、AC6kV、AC10kV、DC660V、DC440V其中我们常用的电机是AC380V、AC6kV、AC10kV。AC690V主要是用于大风机变频设备DC660V、DC440V是用于窑主传直流传动上面的交流电机根据转子的不同主要分为两类电机：鼠笼电机：电机的转子不是绕线形式的，一般低压电机都是鼠笼电机（除个别低压破碎机要求启动转矩较大的情况下选用绕线电机）绕线电机：电机的转子是

10、采用绕线形式的，绕线电机相对于鼠笼电机启动转矩大，但是电机有滑环，维护相对麻烦，大部分的高压电机都是绕线电机，对于高压变频和功率较小的电机一般选择鼠笼电机。注意：注意：电机功率的大小是机功率的大小是设备厂根据自身厂根据自身设备选择的的电机，所以机，所以电机功率机功率选择的大小是的大小是设备厂决定的。厂决定的。2021/9/1510IEC60034-30美国欧洲中国GB18613-2006中国GB18613-2012常用型号超超高效率IE4-能效1级超高效率IE3NEMAPremium-1级能效2级高效率IE2EPActEFF12级能效3级YX3标准效率IE1-EFF23级-Y、Y2、Y3低于标

11、准效率EFF3规范实施时间2008年电机效率最新版GB18613-2012适用于1000V以下，50HZ，额定功率在0.75-375kW范围内，极数为2极、4极、6级，单速封闭自扇冷式、N设计、连续工作制的一般用途电动机或一般用途防爆电动机。上面规范的前一版本GB18613-2006规定从从2011-7-1起必起必须用高效率用高效率电机机YX3。电气设备介绍电机2021/9/1511 电机运行的监视 a.电流、电压、温度(轴承)的监视 b.运行过程中声音监视 c.停机处理:指发生以外情况时电机的维护 a.日常检查 b.定期检查(一般检修期为一年)c.运转检查电气设备介绍电机2021/9/151

12、2电气设备介绍电机电机的一般故障及其排除方法2021/9/1513电气设备介绍电机电机的一般故障及其排除方法2021/9/1514电气设备介绍电机电机的一般故障及其排除方法2021/9/1515电气设备介绍变频器变频器（通过改变电机的供电频率，使其低于电网的50Hz从而达到调节电机转速的设备）选择使用变频器主要有以下2个方面的考虑；工艺设备需要调速(例如高温风机)；节能调速:几乎在所有的行业中,风机和泵类的通用机械都是由交流电机拖动,一般调节流量的方法采用风挡板或阀门来调节,这样使电机运行中长期处于空载或轻载状态,造成能源的浪费,采用变频器调速后,通过改变电机转速来调节流量,一般可节电30%5

13、0%；目前我们变频的设备主要有板喂机选粉机皮带秤煤粉计量秤一次风机蓖冷机冷却风机高温风机窑尾风机窑头风机煤磨排风机辊压机循环风机2021/9/1516电气设备介绍变频器变频器原理图2021/9/1517电气设备介绍变频器变频器按照电压等级来分目前我们常用的是下列电压等级：AC380V，P400kW；一般用于板喂机、选粉机、皮带秤、小风机等；AC690V，P1600kW；目前只有进口品牌的变频器有这种电压等级，主要是从考虑节省投资和可靠性方面考虑；AC6kV或者10kV,P200kW；部分进口品牌没有10kV的变频器(ABB).水泥厂中变频器常见故障：电机减速过程中变频器显示直流过压，建议增加变

14、频器的50Hz0Hz的减速 时间，或者配置制动电阻；电机加速过程中显示电流过流,建议增加变频器的0Hz50Hz的加速时间,同时注意设定变频器启动的初始频率;如果以前一直运行良好,突然显示过流,建议首先检查机械设备.2021/9/1518电气设备介绍启动设备对于绕线电机（主要是高压电机）我们选择水电阻串入电子转子作为启动设备，而对于鼠笼电机我们一般选择软启动器作为启动设备，主要用于低压鼠笼电机，水泥厂的高压鼠笼电机一般功率较小，另外由于高压软启动器价格较贵，一般我们选择直接启动。使用水电阻的好处是：起动电流小且恒定，对电网无冲击；起动电流不大于额定电流的1.3倍，因此可以降低电机重载起动对变压器

15、容量的要求，减少一次性投资；平滑起动，减少对机械设备的冲击，可延长机械设备及电机寿命30%左右；热容量大，可连续起动510次；(这个有待考证,正常3次就不行了)低电压仍可起动，只要电网电压能保证电机正常运行，就能保证顺利起动。结构简单，维护方便，可靠性优于频敏、油浸式变阻器。水电阻的缺点就是故障率高,阻值比较难配,受环境限制.2021/9/1519电气设备介绍启动设备水电阻原理图2021/9/1520电气设备介绍启动设备使用软启动设备的好处是：n减少对电网冲击避免产生较大电压降 n有效控制启动电流 n最大程度减少齿轮箱、传送带、轴承等传动装置上的应力但是使用软启动是通过降低电机的定子电压来降低

16、启动电流的，其缺点就是启动时启动转矩也降低了，例如皮带机满载和斗提满载启动就比较困难。斗提有辅助传动还可以解决，长皮带就不太好解决了，在设计时尽可能选择变频器。M100 A100 A2021/9/1521 电气设备介绍电容器电气设备负载可以分为三类：电阻、电感、电容；其中电阻消耗有功，电感和电容消耗无功，但是两者电流方向相反；由于水泥厂中负荷主要为电机，这就产生了大量感性无功电流，为了减低流入电网的无功电流，我们可以选择电容补偿来降低无功电流。一般功率因数控制在0.95以下。无功功率采用静电电容器补偿，在各配电站的每段10kV母排上设10kV电容补偿装置，在各电气室的低压母排上设低压电容补偿装

17、置，确保补偿后系统功率因数达到0.95。电气室名称装机功率装机功率计算功率计算功率补偿容量补偿容量视在功率视在功率变压器变压器负荷率负荷率Pe(KW)Pjs(KW)Qc(KVAR)Sjs(KVA)(KVA)(%)石灰石破碎电气室49035030037080046原料处理电气室161411308101190160075原料磨电气室162011349001193160075窑尾电气室876657600691100069窑头电气室40882943216030992*200077熟料储存电气室1200840600885125070水泥磨电气室34002380162025052*160078水泥储存电气

18、室30902163162022772*1600722021/9/1522电气设备介绍电容器根据上面的描述我根据上面的描述我们知道，如果低知道，如果低压电容器不投入，我容器不投入，我们变压器器的的负载率就会很高，所以我率就会很高，所以我们在生在生产调试中，特中，特别是考核是考核过程中必程中必须要确保要确保补偿装置的正常工作。装置的正常工作。高低压电容器损坏的主要原因除了自身的质量问题外，是系统中产生的谐波电流，所以我们在变频器集中的窑头电气室配置消除谐波的装置。2021/9/1523静止进相机是一种用于提高大中型绕线式异步电动机功率因数的新型无功功率补偿设备。它可使异步电动机的功率因数提高到接近

19、于1，使电机定子电流减少20%左右。其性能优于传统的电容补偿和旋转式进相机。电机定子侧并联电容器补偿，只是在电机之外的电网上对电机的无功功率进行补偿，无法改善电机本身的运行状态。而在电机转子侧串接进相机进相之后，电机定子侧的电流可大幅度下降，功率因数显著提高，电机温升降低，效率和过载能力也相应提高。因此进相机补偿与电机定子侧并联电容器就地补偿有本质的区别。电气设备介绍进相机2021/9/1524电气设备介绍进相机静止进相机在使用中要注意下列问题：为了避免电动机起动电流对智能化静止进相机的冲击，在电动机起动时，智能化静止进相机不接入电动机转子回路。而用另外的起动装置进行起动。起动装置可以是一般的

20、起动器，如频敏变阻器等，但必须在电动机起动完毕后，本装置能现场/中控控制手动或自动投入进相机运行；智能化静止进相机适用于拖动比较稳定负载的绕线式电机，比如球磨机等，对于拖动负载变化很大的绕线式电机，比如破碎等使用效果可能会达不到技术要求（目前的技术已经能够解决这一问题）；智能化静止进相机适于在电机负载率高于60%的情况下投入使用，在电机空载情况下使用效果可能会达不到技术要求。2021/9/1525压力仪表；判断压力仪表是否正常工作，简单的方法中控看读数是否有变化，是否在正常的显示范围内。一般有下列几个问题：测压管堵住了；测压管有漏洞；仪表自身问题；仪表接线出问题（DCS模块有问题）；电气干扰（

21、具体表（具体表现为数数值不停大幅度乱跳，如果有不停大幅度乱跳，如果有规律的律的变化化则不是干不是干扰）。）。水泥厂仪表介绍压力仪表2021/9/1526水泥厂仪表介绍温度仪表温度仪表；一次仪表有热电阻，热电偶，二次仪表有温度变送器和多路巡检仪，温度在中控不能正常显示或者显示不正确，通常有下列几个问题：一次仪表有问题（包括安装位置不合适）；二次仪表有问题；接线有问题（DCS模块有问题）；具体表现为数值不停大幅度乱跳，如果有规律的变化则不是干扰）。我们设计中测温在0500范围之内选用的是PT100的热电阻，高于500选用的是热电偶。热电阻的好坏一般以欧姆阻的好坏一般以欧姆值来判断：来判断：一般10

22、0对应0104对应10108对应20112对应30116对应40120对应50123对应602021/9/1527水泥厂仪表介绍温度仪表热电偶的好坏一般以偶的好坏一般以mV值来判断：来判断：K型的热电偶其值在045mV之间对应01100。S型的热电偶其值在013mV之间对应01300。如果热电偶测不出其毫伏值或其值来回跳动不能稳定，则说明已损坏。还可以测其通断，如果不通则说明热电偶断路了。热电偶接线时，有“+”“一”级区分，要对应接线，如果接反了，中控会没显示。多路巡检仪可以同时监视几个测点的温度，在现场可以通过仪表的按键查看，同时把几个中的最高温度点送给中控显示。其DC24V电源要小心，不能

23、错接到电阻输入端子上，否则会烧坏板子。如果几个热电阻中坏了一个，在没有备件更换的情况下可先把其输入端子短接。否则中控会显示最大值。单通道的温度变送器在使用时没什么注意事项。温度变送器的DC24V电源如果“+”“一”线接反了，中控会没有显示。由于多路巡检仪抗干扰能力差，在有温度跳停联锁的设备运行时，使用对讲机注意远离巡检仪。2021/9/1528其他注其他注 意事意事项：1、测量时要把从热电阻端到变送器之间的连线从接线端子上脱开，然后再测量欧姆值。2、温度变送器（包含压变）、热电阻（偶）接线盒线处的接线端子要注意不能有线线相碰、电线碰壳的现象。3、在安装时热电阻、热电偶不能混用，K型、S型也不能

24、混用，以及其对应的温度变送器也不能混用，否则会影响测量准确度。4、在更换某一热电阻（偶）时，如果找不到相同型号的备件，那么可以选与其长度，粗细最接近的热电阻（偶），因为热电阻（偶）虽材质不同，而其测温范围基本上相同，所以我们在使用中可认为它们的测温范围相同。但要注意温度变送器的量程必须要区分。5、在更换热电阻（偶）备件时，如果温度值会关联到设备跳停的，一般待设备停后再更换，若一定要及时更换，注意先把其温度变送器的电源（多路巡检仪）的24V电源断了，等更换好并检查无误后再送24V电源，也可以要求中控DCS程序强制，待现场更换完毕并显示正常后中控再把强制解除。水泥厂仪表介绍温度仪表2021/9/1

25、529水泥厂仪表介绍温度仪表其他注其他注 意事意事项：另外一些机械设备自带的测温点由于安装位置不到位，造成设备已经损坏了，但是温度显示还是正常的，例如风机的轴承测温点内部有很多机械加工留下的铁屑，导致热电阻不能够正确测量轴承的温度。2021/9/1530水泥厂仪表介绍PA仪表PA仪表一般是指仪表的信号传输不采用420mA的信号，而是采用串接方式通讯协议是PA的智能仪表。我们使用比较多的就是在仪表比较集中的地方例如窑头窑尾等选用温度、压力PA仪表。2021/9/1531水泥厂仪表介绍PA仪表PA仪表的干扰问题仪表的干扰问题 PA仪表的通讯干扰，具体表现为DCS操作员站显示在某些设备开启时一定范围

26、内测点的数值瞬间乱跳或者显示坏值，持续的时间不定，大部分在三秒左右，部分能够到十几秒，出现这种现象的频率和测点都不固定。经过总结和现场检查发现主要是由于变频器动力电缆和高压电缆对PA电缆和PA仪表的干扰引起的。建议以后的设计施工中，PA通讯线的敷设要远离变频电缆和高压电缆，特别是两者不要平行敷设，如要平行敷设最好穿钢管。还有PA仪表的安装要远离变频电缆、高压电缆、高压电机等设备。另外在调试中还有部分PA仪表不能正常工作，或者一旦接上该仪表就发现整条线上的仪表不能正常工作，原因一是由于PA仪表的主干线电缆或者分支电缆太长。原因二是由于PA仪表的数量太多。2021/9/1532根据接地的作用来划分

27、水泥厂的接地，主要有下面几个方面：防雷接地：主要是各类建筑物的防直击雷接地。工作接地：110kV系统中性点接地和380V系统的中性点接地。保护接地：各类设备的外壳接地。例如电收尘器的接地，主要是保护安全接地的要求。DCS系统接地：DCS系统的接地主要是为各种信号提供一个等电位的接地点。防雷主要有下面两个方面：防直防直击雷雷过电压防感防感应雷雷过电压防雷接地2021/9/1533防雷接地控制系控制系统的防雷系的防雷系统外部防雷措施外部防雷措施内部防雷措施内部防雷措施接接闪器器引引下下线接接地地装装置置共共用用接接地地系系统电缆的的双双层屏屏蔽蔽合合理理布布线安安装装浪浪涌涌保保护器器（SPD）等等电位位连接接选择高高抗抗扰度度的的控控制制系系统控控制制室室的的屏屏蔽蔽2021/9/1534防雷接地2021/9/1535防雷接地接接闪装置装置引下引下线接接地地体体连接水管接水管测试点点避雷避雷针连接接天窗天窗连接接天天线杆杆避雷避雷针连接防接防 雪雪装置装置2021/9/1536谢谢大家!2021/9/1537