CN112322829B - 一种用于检测炼钢转炉氧枪电机绕组接地的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于检测炼钢转炉氧枪电机绕组接地的方法及系统，通过PLC接收并检测氧枪变频器直流母线电压和摇炉变频器直流母线电压的变化，及时判断出氧枪电机绕组接地，避免故障进一步扩大，降低故障处理时间，降低经济损失。

Description

一种用于检测炼钢转炉氧枪电机绕组接地的方法及系统

技术领域

本申请涉及冶金领域，尤其涉及一种用于检测炼钢转炉氧枪电机绕组接地的方法及系统。

背景技术

炼钢转炉的氧枪电机和摇炉电机分别由各自的AFE变频器驱动控制，而此两套AFE变频器的电源取自同一台变压器，供电控制系统为IT控制系统(电源中性点不接地)，当氧枪电机绕组一相发生接地时，AFE变频器控制的氧枪电机仍能继续运行，但在整个氧枪摇炉变压器的系统中会存在很大的冲击电压和电流，对变频器电路板和系统中熔断器、电容等设备有很大的破坏性，若氧枪电机绕组单相接地一直运行，会导致故障扩大，造成更大的经济损失，增加故障处理时间。

故，及时检测出氧枪电机绕组接地故障是急需解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种用于检测炼钢转炉氧枪电机绕组接地的方法及系统，通过PLC采集氧枪AFE变频器直流母线电压和摇炉AFE变频器直流母线电压，对直流母线电压进行比较、计算和分析，判断氧枪电机绕组接地，避免故障扩大损坏变频器电路板等设备。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于检测炼钢转炉氧枪电机绕组接地的方法，所述方法应用于一种用于检测炼钢转炉氧枪电机绕组接地的系统中，在所述系统中包括由同一变压器供电的氧枪AFE变频器和摇炉AFE变频器；同时连接所述氧枪AFE变频器和所述摇炉AFE变频器的PLC，连接所述PLC的上位机；

其中，所述方法包括：

通过所述PLC接收两套AFE变频器直流母线电压，其中，所述两套AFE变频器直流母线电压包括：氧枪AFE变频器直流母线电压和摇炉AFE变频器直流母线电压；

通过所述PLC检测两套AFE变频器直流母线电压的变化对氧枪电机绕组接地进行故障判断。

优选的，所述通过所述PLC检测两套AFE变频器直流母线电压的变化对氧枪电机绕组接地进行故障判断，具体包括：

若检测到所述氧枪AFE变频器直流母线电压或者所述摇炉AFE变频器直流母线电压高于等于第一电压阈值时，判断氧枪电机绕组接地故障。

优选的，所述通过所述PLC检测两套AFE变频器直流母线电压的变化对氧枪电机绕组接地进行故障判断，具体包括：

若检测到氧枪AFE变频器的整流部分启动预设时间后，所述氧枪AFE变频器直流母线电压低于第二电压阈值时，判断氧枪电机绕组接地故障。

优选的，所述通过所述PLC检测两套AFE变频器直流母线电压的变化对氧枪电机绕组接地进行故障判断，具体包括：

若检测到所述氧枪AFE变频器直流母线电压低于第三电压阈值，并且所述摇炉AFE变频器直流母线电压高于第四电压阈值时，判断氧枪电机绕组接地故障。

优选的，所述通过所述PLC检测两套AFE变频器直流母线电压的变化对氧枪电机绕组接地进行故障判断之后，所述方法还包括：

通过所述PLC根据氧枪电机绕组接地故障生成报警信号传输给所述上位机，以提示氧枪电机绕组接地故障。

本发明公开了一种用于检测炼钢转炉氧枪电机绕组接地的系统中，在所述系统中包括由同一变压器供电的氧枪AFE变频器和摇炉AFE变频器；同时连接所述氧枪AFE变频器和所述摇炉AFE变频器的PLC，连接所述PLC的上位机；其中，

所述氧枪AFE变频器，用于传送氧枪AFE变频器直流母线电压；

所述摇炉AFE变频器，用于传送摇炉AFE变频器直流母线电压；

所述PLC，用于接收两套AFE变频器直流母线电压，其中，所述两套AFE变频器直流母线电压包括：所述氧枪AFE变频器直流母线电压和所述摇炉AFE变频器直流母线电压；检测两套AFE变频器直流母线电压的变化对氧枪电机绕组接地进行故障判断。

优选的，所述PLC，具体用于若检测到所述氧枪AFE变频器直流母线电压或者所述摇炉AFE变频器直流母线电压高于等于第一电压阈值时，判断氧枪电机绕组接地故障。

优选的，所述PLC，具体用于若检测到氧枪AFE变频器的整流部分启动预设时间后，所述氧枪AFE变频器直流母线电压低于第二电压阈值时，判断氧枪电机绕组接地故障。

优选的，所述PLC，具体用于若检测到所述氧枪AFE变频器直流母线电压低于第三电压阈值，并且所述摇炉AFE变频器直流母线电压高于第四电压阈值时，判断氧枪电机绕组接地故障。

优选的，所述PLC，具体根据氧枪电机绕组接地故障生成报警信号传输给所述上位机；

所述上位机，用于根据所述报警信号提示氧枪电机绕组接地故障。

通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明提供了一种用于检测炼钢转炉氧枪电机绕组接地的方法及系统，通过PLC接收并检测氧枪变频器直流母线电压和摇炉变频器直流母线电压的变化，及时判断出氧枪电机绕组接地，避免故障进一步扩大，降低故障处理时间，降低经济损失。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的一种用于检测炼钢转炉氧枪电机绕组接地的系统示意图。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

目前，对于同一台变压器供电的两套AFE变频器控制的两套电机控制系统，当氧枪电机绕组发生单相接地时，氧枪电机仍能继续运行5个小时左右，检查氧枪变频器检测到的电机电流正常，变频器未报出任何故障在此期间，此套供电控制系统中会存在很大的冲击电流和电压对变频器电路板、熔断器、电容等造成很大的破坏。故为了能够及时检测出氧枪电机绕组接地故障，本发明实施例提供了一种用于检测炼钢转炉氧枪电机绕组接地的方法及系统，通过PLC对氧枪变频器直流母线电压和摇炉变频器直流母线电压进行检测、采集，比较直流母线电压的变化，及时判断出氧枪电机绕组接地，提示设备维护人员及时检查处理，避免故障进一步扩大，降低故障处理时间，降低经济损失，提示设备维护人员及时检查处理。

具体来说，本发明的方法应用于一种用于检测炼钢转炉氧枪电机绕组接地的系统中，下面先介绍本发明实施例的系统。

参看图1，在本实施例的系统中，包括氧枪AFE变频器、摇炉AFE变频器、PLC、氧枪电机、摇炉电机、变压器、Wincc上位机。

氧枪AFE变频器和摇炉AFE变频器由同一变压器供电；PLC同时连接所述氧枪AFE变频器和所述摇炉AFE变频器，上位机WINCC连接所述PLC；氧枪AFE变频器连接并控制氧枪电机，摇炉AFE变频器连接并控制摇炉电机。

氧枪AFE变频器：接收变压器的供电控制氧枪电机运行，传送氧枪AFE变频器直流母线电压。

摇炉AFE变频器：接收变压器的供电控制摇炉电机运行，传送摇炉AFE变频器直流母线电压。

PLC：接收氧枪AFE变频器和摇炉AFE变频器直流母线电压，进行计算、比较、分析，传送氧枪电机绕组接地的故障信息给wincc上位机。

氧枪电机：接收氧枪AFE变频的控制。

变压器：给氧枪AFE变频器和摇炉AFE变频器提供电源，为IT系统(电源中性点不接地)。

Wincc上位机：接收PLC传送的氧枪电机绕组接地的故障信号，在画面上进行报警提示。

以上是本实施例的系统中的各部件的连接关系及作用。由于氧枪电机绕组单相接地时，氧枪AFE变频器驱动氧枪电机仍能运行，变频器检测电机电流正常，但是氧枪AFE变频器和倾动AFE变频器的直流母线电压发生变化，但也未到报故障的限值，因此，需要通过两套变频器直流母线电压的变化对氧枪电机绕组接地进行判断。故本实施例的方法控制原理为：

通过所述PLC接收两套AFE变频器直流母线电压，其中，所述两套AFE变频器直流母线电压包括：氧枪AFE变频器直流母线电压和摇炉AFE变频器直流母线电压；然后通过所述PLC检测两套AFE变频器直流母线电压的变化对氧枪电机绕组接地进行故障判断。进一步的，通过所述PLC根据氧枪电机绕组接地故障生成报警信号传输给所述上位机，以提示氧枪电机绕组接地故障，以便于及时提醒操作人员注意。

值得注意的是，此处使用的电压对比方式与现有判断不同，众所周知，氧枪电机和变频器是一套系统，摇炉电机和变频器是一套系统，通过另外一套摇炉变频器的直流母线电压来判断另外一套独立的氧枪电机绕组接地，在此前并未有先例。在现有检测方式中，一般都是通过氧枪电机和变频器是一套系统的直流母线电压变化来判断氧枪电机的故障，但是该故障不一定就是氧枪电机绕组接地引起的故障。另外，当氧枪电机绕组发生单相接地时，其变频器可能并不会报出故障，因此氧枪电机绕组发生单相接地特别容易造成故障进一步扩大。针对上述问题，本实施例中的氧枪AFE变频器和摇炉AFE变频器提供同一套电压器供电，由于变频器可以反馈电压变化给电网，因此当氧枪电机绕组发生单相接地会引起上述两套系统的电压变化，故本实施例可通过另外一套摇炉变频器的直流母线电压来判断另外一套独立的氧枪电机绕组接地，这是本系统的特有结构决定的。具体来说，在进行故障判断的过程中，若检测到所述氧枪AFE变频器直流母线电压或者所述摇炉AFE变频器直流母线电压高于等于第一电压阈值时，判断氧枪电机绕组接地故障。例如，当氧枪AFE变频器直流母线电压或者摇炉AFE变频器直流母线电压大于等于1105V时，PLC传送报警信号给Wincc上位机，提示氧枪电机绕组接地故障。当然，本实施例的第一电压阈值也可以为其他数值，例如也可以是1102V-1108V中任一数值等等，具体的数值不限。本实施例取值是具有严格要求的，不能太大或太小，太小可能是系统负载的小范围波动引起，是正常的。而太大时不能及时报出故障，进而会造成设备故障进一步扩大。

若检测到氧枪AFE变频器的整流部分启动预设时间后，所述氧枪AFE变频器直流母线电压低于第二电压阈值时，判断氧枪电机绕组接地故障。例如，当氧枪AFE变频器整流部分启动1s后，直流母线电压低于950V时，PLC传送报警信号给Wincc上位机，提示氧枪电机绕组接地故障。当然，本实施例的预设时间、第二电压阈值也可以为其他数值，例如也可以是946V-955V中任一数值等等，具体的数值不限。本实施例取值是具有严格要求的，不能太大或太小，太小可能是系统负载的小范围波动引起，是正常的。而太大时不能及时报出故障，进而会造成设备故障进一步扩大。

若检测到所述氧枪AFE变频器直流母线电压低于第三电压阈值，并且所述摇炉AFE变频器直流母线电压高于第四电压阈值时，判断氧枪电机绕组接地故障。例如，当氧枪AFE变频器直流母线电压低于980V，并且倾动直流母线电压高于1090V时，PLC传送报警信号给Wincc上位机，提示氧枪电机绕组接地故障。当然，本实施例的第三电压阈值、第四电压阈值也可以为其他数值，具体的数值不限。本实施例取值是具有严格要求的，例如第三电压阈值也可以是975V-985V中任一数值等等，第四电压阈值可以是1085V-1095V中任一数值等等，不能太大或太小，太小可能是系统负载的小范围波动引起，是正常的。而太大时不能及时报出故障，进而会造成设备故障进一步扩大。

可见，通过本实施例的控制方式，能够从两个AFE变频器直流母线电压入手，及时发现氧枪电机绕组接地，避免高电压、电流对变频器电路板、熔断器、电容等设备的冲击，避免故障扩大，降低故障处理时间，降低经济损失。按照5座10套氧枪变频器控制系统的减少事故发生，降低设备故障率考虑，每年可节约费用1万元。

基于同一发明构思，本实施例的系统的结构图如图1所示。在该系统中包括由同一变压器供电的氧枪AFE变频器和摇炉AFE变频器；同时连接所述氧枪AFE变频器和所述摇炉AFE变频器的PLC，连接所述PLC的上位机WINCC；其中，

所述氧枪AFE变频器，用于接收变压器的供电并控制氧枪电机运行，以及传送氧枪AFE变频器直流母线电压；

所述摇炉AFE变频器，用于接收变压器的供电，控制摇炉电机运行，以及传送摇炉AFE变频器直流母线电压；

所述PLC，用于接收两套AFE变频器直流母线电压，其中，所述两套AFE变频器直流母线电压包括：所述氧枪AFE变频器直流母线电压和所述摇炉AFE变频器直流母线电压；检测两套AFE变频器直流母线电压的变化对氧枪电机绕组接地进行故障判断。

作为一种可选的实施例，所述PLC，具体用于若检测到所述氧枪AFE变频器直流母线电压或者所述摇炉AFE变频器直流母线电压高于等于第一电压阈值时，判断氧枪电机绕组接地故障。

作为一种可选的实施例，所述PLC，具体用于若检测到氧枪AFE变频器的整流部分启动预设时间后，所述氧枪AFE变频器直流母线电压低于第二电压阈值时，判断氧枪电机绕组接地故障。

作为一种可选的实施例，所述PLC，具体用于若检测到所述氧枪AFE变频器直流母线电压低于第三电压阈值，并且所述摇炉AFE变频器直流母线电压高于第四电压阈值时，判断氧枪电机绕组接地故障。

作为一种可选的实施例，所述PLC，具体根据氧枪电机绕组接地故障生成报警信号传输给所述上位机；

所述上位机，用于根据所述报警信号提示氧枪电机绕组接地故障。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种用于检测炼钢转炉氧枪电机绕组接地的方法，其特征在于，所述方法应用于一种用于检测炼钢转炉氧枪电机绕组接地的系统中，在所述系统中包括由同一变压器供电的氧枪AFE变频器和摇炉AFE变频器；同时连接所述氧枪AFE变频器和所述摇炉AFE变频器的PLC，连接所述PLC的上位机；其中，氧枪电机和所述氧枪AFE变频器是一套系统，摇炉电机和所述摇炉AFE变频器是一套系统，两套系统相互独立；

其中，所述方法包括：

通过所述PLC接收两套AFE变频器直流母线电压，其中，所述两套AFE变频器直流母线电压包括：氧枪AFE变频器直流母线电压和摇炉AFE变频器直流母线电压；

通过所述PLC检测所述摇炉AFE变频器直流母线电压的变化对氧枪电机绕组接地进行故障判断。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述PLC检测所述摇炉AFE变频器直流母线电压的变化对氧枪电机绕组接地进行故障判断，具体包括：

若检测到所述氧枪AFE变频器直流母线电压或者所述摇炉AFE变频器直流母线电压高于等于第一电压阈值时，判断氧枪电机绕组接地故障。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述PLC接收两套AFE变频器直流母线电压之后，具体包括：

若检测到氧枪AFE变频器的整流部分启动预设时间后，所述氧枪AFE变频器直流母线电压低于第二电压阈值时，判断氧枪电机绕组接地故障。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述PLC检测所述摇炉AFE变频器直流母线电压的变化对氧枪电机绕组接地进行故障判断，具体包括：

若检测到所述氧枪AFE变频器直流母线电压低于第三电压阈值，并且所述摇炉AFE变频器直流母线电压高于第四电压阈值时，判断氧枪电机绕组接地故障。

5.如权利要求1-4任一权项所述的方法，其特征在于，所述通过所述PLC检测所述摇炉AFE变频器直流母线电压的变化对氧枪电机绕组接地进行故障判断之后，所述方法还包括：

通过所述PLC根据氧枪电机绕组接地故障生成报警信号传输给所述上位机，以提示氧枪电机绕组接地故障。

6.一种用于检测炼钢转炉氧枪电机绕组接地的系统，其特征在于，在所述系统中包括由同一变压器供电的氧枪AFE变频器和摇炉AFE变频器；同时连接所述氧枪AFE变频器和所述摇炉AFE变频器的PLC，连接所述PLC的上位机；其中，氧枪电机和所述氧枪AFE变频器是一套系统，摇炉电机和所述摇炉AFE变频器是一套系统，两套系统相互独立；其中，

所述氧枪AFE变频器，用于传送氧枪AFE变频器直流母线电压；

所述摇炉AFE变频器，用于传送摇炉AFE变频器直流母线电压；

所述PLC，用于接收两套AFE变频器直流母线电压，其中，所述两套AFE变频器直流母线电压包括：所述氧枪AFE变频器直流母线电压和所述摇炉AFE变频器直流母线电压；检测所述摇炉AFE变频器直流母线电压的变化对氧枪电机绕组接地进行故障判断。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述PLC，具体用于若检测到所述氧枪AFE变频器直流母线电压或者所述摇炉AFE变频器直流母线电压高于等于第一电压阈值时，判断氧枪电机绕组接地故障。

8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述PLC，具体用于若检测到氧枪AFE变频器的整流部分启动预设时间后，所述氧枪AFE变频器直流母线电压低于第二电压阈值时，判断氧枪电机绕组接地故障。

9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述PLC，具体用于若检测到所述氧枪AFE变频器直流母线电压低于第三电压阈值，并且所述摇炉AFE变频器直流母线电压高于第四电压阈值时，判断氧枪电机绕组接地故障。

10.如权利要求6-9任一权项所述的系统，其特征在于，所述PLC，具体根据氧枪电机绕组接地故障生成报警信号传输给所述上位机；

所述上位机，用于根据所述报警信号提示氧枪电机绕组接地故障。

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