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技術(shù)頻道

論高壓變頻軟啟動器在現(xiàn)場應(yīng)用

  一、工程概況
  青海中信國安技術(shù)發(fā)展有限公司是一家從事化肥和化工原料生產(chǎn)的企業(yè),地處柴達(dá)木盆地中央,地理位置十分偏僻。生產(chǎn)生活用電由自備電廠提供,電網(wǎng)容量有限,不能承受較大的沖擊。其回轉(zhuǎn)窯噴霧干燥塔的工作原理是空氣通過過濾器和加熱器,進(jìn)入干燥塔頂部的空氣分配器,然后呈螺旋狀均勻地進(jìn)入干燥室。料液由料液槽經(jīng)過濾器由泵送至干燥塔頂?shù)碾x心霧化器,使料液噴成極小的霧狀液滴,料液與熱空氣并流接觸,水份迅速蒸發(fā),在極短的時(shí)間內(nèi)干燥為成品。成品由干燥塔底部和旋風(fēng)分離器排出,廢氣由風(fēng)機(jī)排出。回轉(zhuǎn)窯噴霧干燥塔配備四臺高壓吸風(fēng)機(jī)(電機(jī)和風(fēng)機(jī)參數(shù)見下表),如果采用全壓啟動,電機(jī)啟動時(shí)沖擊電流大,沖擊轉(zhuǎn)矩大,造成電機(jī)、電纜的加速老化和風(fēng)機(jī)葉片、軸承的磨損。且電機(jī)啟動時(shí)沖擊可能造成整個(gè)電網(wǎng)的停運(yùn)。鑒于以上事實(shí),必須要對四臺高壓風(fēng)機(jī)配備軟啟動設(shè)備。
  電機(jī)參數(shù):

型號

YKK500—4

功率

630kW

額定電壓

10kV

轉(zhuǎn)速

1489轉(zhuǎn)/

額定電流

45.2A

功率因數(shù)

0.86

  離心式風(fēng)機(jī)參數(shù):

流量

18萬立方米/時(shí)

轉(zhuǎn)速

1450轉(zhuǎn)/

功率

630kW

制造商

四川鼓風(fēng)機(jī)有限公司

  二、方案及設(shè)備配置
  通過比較各種方案,最終選擇北京利德華福電氣技術(shù)有限公司提供的高壓變頻軟啟動器方案。
  為了減少啟動電流,較大功率的交流電動機(jī)需用啟動器啟動。一般的軟啟動器采用降壓不降頻(恒頻50Hz)啟動,可降低啟動電流,但轉(zhuǎn)矩也降低了很多,使應(yīng)用受到限制。另外,調(diào)相降壓的方法也產(chǎn)生很大的諧波,對電網(wǎng)的損害較大。本產(chǎn)品是變壓變頻軟啟動器,電壓V和頻率f由零開始上升,并保持恒壓頻(V/f=C)比,電機(jī)電流由負(fù)載決定。啟運(yùn)轉(zhuǎn)矩可達(dá)到電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Tem,應(yīng)用不受限制。啟運(yùn)時(shí)間、啟動轉(zhuǎn)矩可調(diào),使用很方便。使用本產(chǎn)品可延長電力拖動系統(tǒng)中電機(jī)和機(jī)械的壽命,對電網(wǎng)沒有沖擊,不影響網(wǎng)上其它電力設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
  青海中信國安項(xiàng)目軟啟動系統(tǒng)為一拖四方案,配備一臺變頻軟啟動器循環(huán)啟動4臺電機(jī)。變頻軟啟動器接于10kV電壓等級的主動力電源系統(tǒng),在海拔2800米的高原上,用于電動機(jī)的軟啟動,一旦電機(jī)運(yùn)行到工頻轉(zhuǎn)速后變頻軟啟動器自動脫離電機(jī)撤出運(yùn)行,同時(shí)將電機(jī)接入電網(wǎng)工頻運(yùn)行。
  變頻軟啟動器由操作箱進(jìn)行協(xié)調(diào)控制,根據(jù)運(yùn)行工況實(shí)現(xiàn)各臺電機(jī)的軟啟動。當(dāng)電機(jī)由0轉(zhuǎn)速運(yùn)行到額定轉(zhuǎn)速后,變頻軟啟動器向操作箱發(fā)出切換信號,由操作箱完成變頻—工頻切換。
  高壓變頻軟啟動器軟啟動是應(yīng)用現(xiàn)代變頻調(diào)速SPWM技術(shù),在保持電機(jī)的磁通為恒定的情況下啟動,對電機(jī)的供電電壓和頻率協(xié)調(diào)控制,使供給電機(jī)的電壓按照預(yù)定的斜坡曲線從零達(dá)到額定值,電機(jī)的起動過程變得平穩(wěn)。從而降低對電機(jī)電源的容量要求,并減少對供電電網(wǎng)的影響和電機(jī)本身的機(jī)械沖擊。軟啟動器還具有對電機(jī)的過載、短路、過流、欠壓、缺相保護(hù)等功能。
  系統(tǒng)主回路方案:

  此方案是自動一拖四旁路的方案,主要由8個(gè)高壓真空接觸器KM1~KM8和4個(gè)隔離刀閘QS1~QS4組成。要求KM1和KM2不能同時(shí)閉合,KM3和KM4不能同時(shí)閉合,KM5和KM6不能同時(shí)閉合,KM7和KM8不能同時(shí)閉合,在電氣上實(shí)現(xiàn)互鎖;KM2、KM4、KM6、KM8不能同時(shí)閉合,在電氣上實(shí)現(xiàn)互鎖。
  根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況,變頻軟啟動器為HARSVERT-A10/050,額定容量為400kVA,短時(shí)最大容量790kVA。
  三、變頻軟啟動器軟啟動器技術(shù)特點(diǎn)
  變頻軟啟動器為高-高結(jié)構(gòu),采用單元串聯(lián)移相式PWM方式,10kV直接輸出。
  系統(tǒng)采用8級串聯(lián)結(jié)構(gòu),48脈沖輸入基本消除了對電網(wǎng)的諧波干擾。
  變頻軟啟動器能在寬電壓范圍內(nèi)運(yùn)行,電網(wǎng)電壓在+10%~-10%波動時(shí)能平穩(wěn)滿額輸出,-10%~-35%降額運(yùn)行。避免了電網(wǎng)電壓向下浮動,造成的電機(jī)堵轉(zhuǎn)對電機(jī)的損害問題。
  整個(gè)啟動過程采用大功率器件無觸點(diǎn)控制,電機(jī)平滑加速,最大限度的保護(hù)了電機(jī)及其連接的機(jī)械傳動裝置。
  四、運(yùn)行效果
  為了實(shí)現(xiàn)輕載啟動,啟動的過程中將風(fēng)機(jī)風(fēng)門關(guān)閉。在實(shí)際啟動電機(jī)過程中(0到50Hz),電機(jī)電流沒有突變,運(yùn)行平穩(wěn),始終小于電機(jī)的額定電流(45.2A)。順利完成各臺電機(jī)的啟動,有效地保護(hù)了電機(jī)和風(fēng)機(jī),保證了電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
  相對常規(guī)的軟啟動方案,用高壓變頻軟啟動器做軟啟動器有以下優(yōu)點(diǎn):
  專門用做軟啟動的高壓變頻軟啟動器(以下簡稱變頻軟啟動器)和常規(guī)的高壓變頻器(以下簡稱變頻器)的主要區(qū)別在于:變頻軟啟動器的工作特點(diǎn)是不需要長時(shí)間的滿負(fù)荷運(yùn)行,只需要將電機(jī)拖動至工頻轉(zhuǎn)速即可,所以可以利用干式變壓器短時(shí)過載能力強(qiáng)的特點(diǎn)而減少了干式變壓器的額定容量,節(jié)省了增容改造費(fèi)用和綜合投資費(fèi)用,節(jié)約了成本。
  變頻軟啟動器相對普通的軟起設(shè)備具有啟動過程更為平滑,電流沒有突變,對電機(jī)和電網(wǎng)基本沒有沖擊,啟動時(shí)間寬范圍設(shè)定的優(yōu)點(diǎn)。
  變頻軟啟動器具有完整的保護(hù)功能,保證電機(jī)可靠運(yùn)行。包括:過壓、欠壓、過載、過流、缺相、過熱等。
  變頻軟啟動器采用進(jìn)口的功率器件,具有高可靠性和高穩(wěn)定性。
  變頻軟啟動器緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),體積更小,外形更美觀。
  變頻軟啟動器的高、低壓間采用光纖接口,具有良好的隔離和可靠的觸發(fā)作用。
  變頻軟啟動器具有良好的人機(jī)界面,使操作更簡單直觀。
  五、結(jié)束語
  高壓變頻軟啟動器在青海中信國安項(xiàng)目的正式交付使用,開拓了利德華福公司的產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域,使產(chǎn)品線更加豐富,可以為客戶提供更加完善的解決方案。

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