一、引言

　　2008年7月，西鋼集團(tuán)對(duì)120T轉(zhuǎn)爐二期工程高壓變頻器項(xiàng)目進(jìn)行了公開(kāi)招標(biāo)，廣州智光電氣股份有限公司的ZINVERT變頻器中標(biāo)。120T轉(zhuǎn)爐二期工程中，包括一次除塵、二次除塵和連鑄二冷及噴淋泵共四套高壓變頻裝置和三套手動(dòng)旁路柜，本文詳細(xì)介紹ZINVERT在除塵風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用效果。

二、電動(dòng)機(jī)參數(shù)

　　2.1一次除塵電動(dòng)機(jī)

　　型號(hào)：YBPT630-4 工作電壓：6KV

　　額定功率：1250KW 防護(hù)等級(jí)：IP44

　　額定轉(zhuǎn)速：1486rpm 功率因數(shù)：0.87

　　額定電流：125.8A

　　負(fù)載類型：風(fēng)機(jī) 2臺(tái)

　　2.2二次除塵電動(dòng)機(jī)

　　型號(hào)：YKK500-6 工作電壓：6KV

　　額定功率：630KW 防護(hù)等級(jí)：IP44

　　額定轉(zhuǎn)速：993rpm 功率因數(shù)：0.84

　　額定電流：76.37A

　　負(fù)載類型：風(fēng)機(jī) 1臺(tái)

　　2.3連鑄二冷及噴淋泵電動(dòng)機(jī)

　　型號(hào)：Y400-4 工作電壓：6KV

　　額定功率：355KW 防護(hù)等級(jí)：IP44

　　額定轉(zhuǎn)速：2977rpm 功率因數(shù)：0.899

　　額定電流：32.2A

三、變頻設(shè)備

　　3.1高壓變頻調(diào)速產(chǎn)品原理

　　ZINVERT系列只能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)采用功率單元串聯(lián)技術(shù)，直接輸出3KV、6KV、10KV電壓，屬高-高電壓源型變頻器。采用功率單元串聯(lián)解決了器件耐壓?jiǎn)栴}，同時(shí)同相各級(jí)功率單元輸出SPWM信號(hào)通過(guò)移相后進(jìn)行疊加，提高輸出電壓諧波性能、降低輸出電壓的dv/dt;通過(guò)電流多重化技術(shù)降低輸入側(cè)諧波，減小對(duì)電網(wǎng)的諧波污染;主控制器采用DSP、CPLD和FPGA為核心，配合數(shù)據(jù)采集、單元控制和光纖通信回路以及內(nèi)置的PLC構(gòu)成系統(tǒng)控制部分。

　　ZINVERT系列智能高壓變頻調(diào)速成套系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)上由旁路柜、移相變壓器柜、功率單元柜及控制柜組成。

　　采用功率單元堆波技術(shù)，將多個(gè)功率單元的輸出電壓串聯(lián)疊加直接形成高壓，見(jiàn)圖6。因?yàn)楦鞴β蕟卧妮敵鲭妷翰ㄐ卧诏B加前已經(jīng)過(guò)移相處理，所以疊加后的輸出波形質(zhì)量好，不存在諧波引起的電動(dòng)機(jī)附加發(fā)熱和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)等。

四、一次接線及二次保護(hù)

　　當(dāng)K1、K2分，K3合時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行在工頻狀態(tài)，斷路器保護(hù)配置為電動(dòng)機(jī)保護(hù)，ZINVERT系統(tǒng)的控制系統(tǒng)配置過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、失速、過(guò)負(fù)荷等保護(hù)。

　　當(dāng)K1、K2合，K3分時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行在變頻狀態(tài)，因?yàn)樽冾l輸入側(cè)為整流移相變壓器，因此斷路器保護(hù)配置為變壓器保護(hù)，ZINVERT系統(tǒng)的變壓器配置溫控保護(hù)，配置缺相、過(guò)壓、過(guò)流、速斷、過(guò)負(fù)荷保護(hù)。

五、ZINVERT型智能高壓變頻調(diào)速成套系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)

　　1、功率因數(shù)高、諧波污染小、體積小、效率高

　　2、抗電壓波動(dòng)能力更強(qiáng)，掉電自動(dòng)恢復(fù)功能

　　3、專有核心“STT”技術(shù)，旋轉(zhuǎn)負(fù)載直接啟動(dòng)

　　4、主回路專利技術(shù)與三重保護(hù)功能的高壓輸出突發(fā)短路“SCP”防護(hù)技術(shù)

　　5、允許掉電時(shí)間最長(zhǎng)（60秒）的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，掉電恢復(fù)后無(wú)沖擊啟動(dòng)

　　6、多回路供電技術(shù)，無(wú)電源敏感性

　　7、高可靠性EMC設(shè)計(jì)，超級(jí)看門(mén)狗技術(shù)保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性

　　8、采用預(yù)充電電路，保護(hù)器件、工變頻進(jìn)線開(kāi)關(guān)保護(hù)無(wú)需變化

　　9、系統(tǒng)無(wú)高壓可調(diào)式控制功能，具有單元直流電壓與電容老化檢測(cè)功能

　　10、加、減速自適應(yīng)功能使ZINVERT成為相同容量配置的加減速最快的國(guó)產(chǎn)高壓變頻器

　　11、完整的工頻/變頻自動(dòng)互切技術(shù)

　　12、完整的保護(hù)配置功能與專業(yè)微機(jī)保護(hù)技術(shù)

　　13、獨(dú)特結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，散熱效果好，設(shè)備環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)

六、高壓變頻器的應(yīng)用與分析

　　多年多例證明，風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速遠(yuǎn)比工頻運(yùn)行風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)具有諸多的優(yōu)點(diǎn)。

　　1、 全年長(zhǎng)時(shí)間無(wú)故障連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，除去檢修、停產(chǎn)設(shè)備停機(jī)，提高設(shè)備作業(yè)率。

　　2、 變頻器具有完善的多項(xiàng)保護(hù)功能，確保電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　3、 根據(jù)轉(zhuǎn)爐冶煉三個(gè)周期中煙塵量的大小通過(guò)變頻調(diào)速，環(huán)保節(jié)能。

　　4、 減少機(jī)械設(shè)備維護(hù)

　　5、 節(jié)能效果

　　比照工頻調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)，年運(yùn)行時(shí)間為8400小時(shí)，四檔調(diào)速分別人額定轉(zhuǎn)速的100%、85%、60%、30%，運(yùn)行時(shí)間比例為25%、25%、15%、35%.已知風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成正比，風(fēng)壓與轉(zhuǎn)速平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速立方成正比。

　　Q2=Q1（n2/n1） ——-⑴

　　H2=H1（n2/n1）² ——-⑵

　　P2=P1（n2/n1）³ ——-⑶

　　一次除塵風(fēng)機(jī)功率1250KW，額定轉(zhuǎn)速rpm，功率因數(shù)0.87，風(fēng)機(jī)有功功率p=1250＊0.87=1087.5KW

　　100%時(shí)P100%=1087.5KW

　　85%時(shí) P85%=1087.5＊0.614=667.725

　　60%時(shí) P60%=1087.5＊0.216=234.9

　　30%時(shí) P30=1087.5＊0.027=29.3625

　　功率平均值P=1087.5＊25%+667.725＊25%+234.9＊15%+29.3625＊35%=484.32KW

　　節(jié)電比率（1087.5-484.32）/1087.5=55.46% 電費(fèi)單價(jià)0.52元/度

　　全年節(jié)點(diǎn)費(fèi)用為1087.5＊55.46%＊8400＊0.52=2634460元

　　二次除塵風(fēng)機(jī)功率630KW，額定轉(zhuǎn)速rpm，功率因數(shù)，相同的算法可得全年節(jié)電費(fèi)用1281983元。兩臺(tái)風(fēng)機(jī)全年節(jié)約電費(fèi)2634460+1281983=3916443元，即全年僅電費(fèi)一項(xiàng)可節(jié)約390萬(wàn)元。

七、結(jié)束語(yǔ)

　　ZINVERT在西鋼一煉鋼廠120噸轉(zhuǎn)爐二期工程除塵風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用是成功的，節(jié)能效果顯著，同時(shí)節(jié)省大量的人力物力，減輕了維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，社會(huì)效益顯著，高壓變頻器必將在更廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)用與推廣。