项目概述：

首钢通化钢铁公司制氧厂#2号空分机组于2007年投产，采用MAN公司压缩机、ABB10.5MW无刷高压同步驱动电动机。经过10年运行，同步电动机控制柜元器件老化，进口备件昂贵且不能保证及时供货，根据业主需求，我公司对该电机控制柜进行了升级改造，改造后的设备于2020年4月投运，目前设备运行良好。

改造方案：

本改造方案针对通化钢铁公司空分车间10.5MW驱动电动机控制柜进行升级改造；本方案包括对电机励磁、保护及热工仪表设备进行更换，并对旋转二极管及投励控制回路检修。

一、 励磁系统

原励磁系统的实现为PLC、功率触发器和可控硅三部分组成，新励磁系统采用全数字双通道无刷励磁控制器组成； 

1、励磁变压器 -T01 

励磁变压器是励磁回路提供功率电源，从厂用UPS电源取电，励磁变压器容量设计需满足电机1.8倍的强励倍数。

图1：励磁回路原理图

2、控制通道 -G10 -G20

励磁控制器采用我司自主研发的GEX-200型无刷励磁控制器，双通道冗余设计，通过接触器-KM1实现通道切换，正常工作时一个通道运行，一个通道处于跟踪状态，运行通道发生故障时，自动切换到跟踪通道；每一个通道内置手动方式，可实现无扰动切换。

3、灭磁开关 -LMK

灭磁开关选用施耐德 LC1D258-LAD01;带机械闭锁的接触器。系统故障时，灭磁开关跳开，磁场回路通道灭磁电阻R1快速灭磁，保证设备的安全。

4、工作电源

工作电源为双路冗余，一路来自厂用直流蓄电池（如有），一路来自交流电源。

5、运行方式

- 自动运行

- 手动方式

- 恒功率因数运行（简称APFR）/恒无功功率运行(简称 AQR)

- 开机与投励顺序控制

6、励磁系统附加保护限制功能

该励磁系统配置了完善的限制保护功能，具体如下：

- 过励限制

- 欠励限制

- 定子过流限制

- 失步保护

- 过压、欠压保护

- 旋转二极管故障监测

- 双通道互检

二、电机保护

为防止同步电机在运行中出现故障损坏或者故障扩大，需要配置电机保护器，电机保护器应选用性能可靠的产品。

保护配置如下：

（1） 差动速断保护 

（2） 比率差动保护 

（3） 差流越限告警 

（4） CT 断线告警 

（5） 三段过流保护（二段反向闭锁） 

（6） 二段负序过流保护（负序反向闭锁） 

（7） 二段零序过流保护 

（8） 过热保护（过热禁止再起动） 

（9） 过负荷保护 

（10） 低电压保护 

（11） 过电压保护 

（12） 低频保护 

（13） 低功率（逆功率）保护 

（14） 失磁保护 

（15） 失步保护 

（16） 三路开关量保护 

（17） PT 断线告警

三、热工信号部分

控制柜采用西门子S7-300 PLC作为管理和控制装置，配置对应的模入和开入及通讯卡件，将以下热工信号采集进PLC，进行显示、判断及报警。

这些信号包括：

PLC综合这些热工信号，电机综保信号，通过程序逻辑控制，完成一键自动开机，自动停机。

四、人机交互

控制柜柜门安装一台触摸屏，完成显示、操作及参数整定功能。

屏幕尺寸：15寸

分辨率：1024*768

人机交互界面包括以下内容：

五、柜体尺寸(mm)：800*500*2000