Abstract: The primary dust-removing fans of 3#, 4# converter in Yu steel Steelmaking area use two sets of 900kW ACS800 series ABB inverters. During converter smelting, any VFD has fault, one set of converter will stop. Through this technical transformation, by install one set of backup Hiconics 1000kW VFD （HID580-T7-1000G2AS）, by switching of the switching cabinet and switching of the network switch and the operation of the computer, it can realize one VFD for use and two VFDs for spare, which can quickly put the backup VFD into use, to avoid affecting production. That is to say when any of the VFD of 3#, 4# converter has fault, the backup VFD can be quickly put into use on any of the converter to continue smelting, to prevent the converter stopping and blast furnace damping down and other serious accidents happening.

Keywords: VFD; Network Switch; One VFD for use and two VFDs for spare

【中图分类号】TN77 【文献标识码】B  【文章编号】1561-0330（2018）06-0000-00

1 引言

3#、4#转炉一次除尘风机变频器采用瑞士ABB公司生产的ACS800系列变频器（690V，900kW）。自炼钢2017年5月复产以来，4#转炉一次除尘风机变频器于10月15日12:00分报2340（并行连接的逆变模块单元短路）故障导致4#转炉停炉48小时；2017年10月27日23:10分4#转炉一次除尘风机变频器报3220（直流母线低电压）故障导致4#转炉停炉4小时，给炼钢作业区生产带来巨大影响和冲击。鉴于一次除尘风机变频器的重要性和影响之大，经公司领导批复在现场增加1台1000kW备用国产变频器（HID580-T7-1000G2AS），当转炉任意一台风机变频器发生故障后，备用变频器能够快速投运到其中一台转炉继续冶炼生产，避免造成转炉停炉设备事故发生。

2 备用变频器改造的控制原理

2.1 PLC控制原理

3#、4#转炉一次风机变频器采用PROFIBUS-DP通讯卡（RPBA-01），由西门子S7-400系列PLC通过PROFIBUS-DP网络进行控制，3#、4#转炉PLC系统为两套独立的PLC控制系统（在PROFIBUS-DP网络中，CPU 416-2默认为2#DP站，ACS800变频器为3#DP站）；通过在源程序中重新组态3#、4#转炉一次除尘PLC硬件配置，分别增加4#ＤＰ站，通过切换柜网络开关的切换，把备用变频器与原变频器连接在同一个PROFIBUS-DP网络，如图1所示。并编制备用变频控制PLC程序及备用变频器的操作画面，来实现变频器的实时调速运行。

2.2 变频器控制原理

由于3#、4#转炉一次除尘风机变频器分别采用变频调速用油浸式整流变压器（型号：ZTS-1250/10，容量1250kVA，二次电压690V，二次电流1045.9A），独立供电，因此新增备用变频要替代3#、4#转炉一次除尘风机变频器，需从3#、4#转炉一次除尘风机变频调速用油浸式整流变压器分别取电，且进线断路器（1600A）不能同时合闸，变频器出线需配置4台断路器（1600A），以实现备用变频器与原3#、4#转炉一次除尘风机变频器之间的倒闸切换（即故障变频器的切除和备用变频器的投运）。如图2所示。

3 备用变频器改造项目的实施内容

3.1 PLC控制系统改造实施

（1）在源程序中重新组态3#、4#转炉一次除尘PLC硬件配置，分别增加4#DP远程站，把备用变频器分别组态在PROFIBUS-DP网络中。

（2）从3#、4#转炉一次除尘风机变频器分别敷设PROFIBUS-DP电缆线至备用变频器切换柜，将PROFIBUS-DP通讯卡（RPBA-01）连接至切换开关，再由切换开关连接至PB-B-MODBUS网关（PROFIBUS-DP转MODBUS通讯模块），从硬件方面连接在PROFIBUS-DP网络中。

（3）再通过编制备用变频控制PLC程序及备用变频操作画面，完成备用变频器的PLC编程调试。

3.2 备用变频器改造实施

（1）在现有的基础上，增加1台备用国产1000kW变频器及1面变频切换配电柜及进线电源柜。

（2）将备用变频器、变频切换配电柜以及进线电源柜的安装就位。

（3）完成原3#、4#炉一次风机变频器、备用变频器、变频切换配电柜以及进线电源柜电缆的敷设与对接。

（4）完成备用变频器的参数设置与调试，变频器的空载运行。

（5）分别将原3#、4#炉一次风机变频器切除，将备用变频器投入运行，并对存在的问题进行消缺。

3.3 备用变频器切换操作过程

（1）正常情况下：3#、4#转炉一次风机变频器运行，分别合上断路器QF1、QF5，QF2、QF8，必须断开备用变频进出线断路器QF3、QF6，QF4、QF7，通过断路器之间的电气联锁来实现。

（2）当3#转炉一次风机变频器故障时投入备用变频器时，断开断路器QF1、QF5，QF4、QF7，合上备用变频器进出线断路器QF3、QF6，3#转炉风机将继续运行；当备用变频器故障时需投入原3#ABB变频器时，断开断路器QF3、QF6、QF4、QF7，合上原3#ABB变频器进出线断路器QF1、QF5，3#转炉风机将继续运行。

（3）当4#转炉一次风机变频器故障时，断开断路器QF2、QF6，QF3、QF8，合上备用变频器进出线断路器QF4、QF7，4#转炉风机将继续运行。

注意：由于变频器电源为变压器专供且容量不足，故1路电源只能为1台变频器供电，不能同时为2路电源供电。

4 运行分析

（1）在备用变频器技术改造完成后，通过近1个多月的试运行和现场的切换操作，在3#、4#转炉任意一台变频器发生故障后，均可以实现快速（10至15分钟）将备用变频器投入任何一台转炉进行继续冶炼生产，达到变频器改造的目的。

（2）按照目前一次除尘风机变频器发生故障的频次和产生的后果，此次备用变频改造可避免因一次风机变频器故障对生产造成冲击，产生巨大的经济损失。（每台变频器每年发生2次故障，按每台影响转炉生产8小时算，估计影响48炉钢产量，单炉产量为：125吨，估计损失6000吨，每吨钢坯成本价为3000元，合计损失：1800万元）

5 结束语

此次备用变频器成功的改造并投入运行，意义重大：

（1）由于变频器输出谐波较大，一般不会在变频器出线侧配置断路器，而此次大功率变频器在出线侧配置电动操作型断路器，成功可靠的稳定运行在国内属于首例；

（2）在PLC系统采用PROFIBUS-DP网络控制变频器实时调速运行的应用中，通过网络切换开关的操作，将同一台变频器分别连接到2个PROFIBUS-DP网络中投入运行，实现大功率变频器一备两用，在变频器行业内也属于首创；

（3）无论国际品牌一流品牌瑞士ABB变频器、西门子变频器、美国AB变频器还是施耐德大功率变频器，故障损坏后都是采用更换故障元件和功率单元的解决思路，一般处理故障需要4~8小时甚至更长；但在现场设备非常重要、不允许长时间停运且控制比较复杂的系统的设备，此次改造提供了可行的整体更换解决方案；

（4）在通过PLC网络控制的变频实时调速应用中，国产大功率变频器成功替换国际一流品牌高端变频器，具有非凡的意义。

参考文献

[1]北京ABB电气传动系统有限公司. 固件手册ACS800标准控制程序7.x[S]. 2010年01月01日.

[2]合康变频科技（武汉）有限公司. HID580大功率模块化变频器使用说明书V1.0[Z]. 2015年10月30日.

[3]北京鼎实创新科技有限公司. PB-B-MODBUS(232/485)主站产品手册V3.x[Z]. 2017年04月.

[4]北京鼎实创新科技有限公司. PB-B-MODBUS(232/485)主站产品手册V3.x[Z]. 2017年04月.

[5]北京鼎实创新科技有限公司. CP342-5连接北京鼎实PB-B-MODBUS[Z]. 2017年04月.

作者简介

黄林杰 （1985-） 男  电气协理工程师