[发明专利]一种电解槽电压保护方法及保护系统

权利要求书

1.一种电解槽电压保护系统，其特征在于：所述系统主要包括：①槽电 压检测回路、②保护系统控制单元、③保护系统出口回路、④保护系统网络结 构；

①、所述槽电压检测回路，电解车间为不接地系统，所述理想零点当电解 槽在运行过程中出现其它可能的接地时，零点将移至接地点；理论零点在系列 中点，电解槽槽两端对地电压可达到750VDC；当存在其它接地零点，电解车 间进线端对地电压可高达1500VDC；

所述槽电压检测回路选择的检测元件：

输入端：电解槽两端电压，0-100VDC相对电压；

输出端：4-20mA/1-5V；

电源：24VDC/220AC；

绝缘电阻：输入端-输出端-电源端大于100MΩ；

隔离强度：输入端-输出端-电源端-地面间AC2000V/1min；

②、所述保护系统控制单元；

保护系统控制单元分主控制器和分控制器：

以工段为单位配置分控制器；分控制器选用SIEMENS S7-300PLC，用于 完成本工段槽电压保护系统的信号采集、逻辑判断、报警运算、动作运算功能； 所述分控制器详细配置如下：

电源模块：PS-307，为分控制器提供电源；

CPU控制模块：CPU315-2DP，实现逻辑判断，完成本工段报警运算和动 作运算；

网络通讯模块：CP343，实现并完成与主控制器和计算机系统的以太网连 接和数据交换；

信号采集模块：SM331，完成经由槽电压检测回路隔离器隔离变送之后的 的槽电压信号采集、系列电流信号采集；

一个电解系列配置一套主控制器；所述主控制器选用SIEMENS S7-300 PLC，实现逻辑判断，完成保护动作出口功能；

主控制器详细配置如下：

电源模块：PS-307，为主控制器提供电源；

CPU控制模块：CPU315-2DP，实现逻辑判断，完成槽电压保护动作出口；

网络通讯模块：CP343，完成与分控制器和计算机系统的以太网连接，采 集分控制器动作运算结果；

动作输出模块：SM322，完成降系列电流和停系列电源的动作出口；

③、所述的保护系统出口回路；

本槽电压保护系统通过主控制器动作输出模块SM322输出控制接点信号， 出口回路包括两部分：

与整流所稳流系统连接，通过接点信号输出，完成自动降系列电流；

与整流所综合自动化系统连接，通过接点信号输出，完成整流机组电源侧 开关分闸，实现电解系列停电；

④、所述保护系统网络结构，本槽电压保护系统采用全以太网结构，主控 制器、分控制器、后台计算机系统均通过以太网连接实现数据交换。

2.根据权利要求1所述的电解槽电压保护系统，其特征在于：所述系统槽 电压检测元件选用日本爱模M-SYSTEM电压隔离器。

3.使用权利要求1或2所述的电解槽电压保护系统的方法，其特征在于： 所述的槽电压保护系统保护投入过程可通过后台计算机人机界面实现：

a、设定低压投入段数和高压投入段数；默认低压投入2段，即低压一段、 低压二段；高压投入4段，即高压一段、高压二段、高压三段、高压四段；

b、设定低压和高压投入各段的定值和动作时限；默认低压一段为3.8V、低 压二段为1V、高压一段50V、高压二段60V/5s、高压三段65V/2s、高压四段 70V/0s；

c、设定焙烧槽各段定值和动作时限；实现单槽设定，一段根据焙烧槽当天 电压+0.8V设定，默认二段设定为10V/0s；

d、投入系列电流/总加电流，设定系列电流和总加电流差值闭锁值；默认 投入系列电流，闭锁值为3kA；

e、对应每台电解槽投入功能模块运行、投入电压判断功能、投入电阻判断 功能、选择功能模块为工作位置；

f、投入高压二段、高压三段、高压四段、焙烧二段软压板；

g、投入降系列电流、停系列电源硬压板。