4.1 風(fēng)光牌JD-BP38-800F高壓變頻器主要性能指標(biāo)
變頻器功率 800kW
額定輸出電流 69A
輸入頻率 50Hz±5Hz
額定輸入電壓 10kV
允許電壓波動 ±20%
輸入功率因數(shù) ≥0.98
輸出頻率范圍0~50Hz
輸出電壓范圍0~10kV
變頻器效率 ≥96%
過載能力 100%連續(xù) 160%連續(xù)1min 220%允許1.5s
4.2 JD-BP38-800F高壓變頻器主要技術(shù)性能
(1) 高—高電壓源型變頻器，直接10kV輸入，直接10kV輸出，無須任何輸出變壓器或?yàn)V波器，適配于普通高壓電動機(jī)，對電機(jī)、電纜絕緣無損害。
(2) 輸入功率因數(shù)高，電流諧波小，無須功率因數(shù)補(bǔ)償、諧波抑制裝置。
(3) 單元電路模塊化設(shè)計，維護(hù)簡單，互換性好。
(4) 輸出階梯正弦PWM波形。
(5) 高壓主回路與控制器之間為光纖連接，強(qiáng)弱電隔離，安全可靠。
(6) 完善的故障檢測，精確的故障保護(hù)及準(zhǔn)確的定位顯示和報警。
(7) 內(nèi)置PLC，易于改變控制邏輯關(guān)系，可靈活選擇現(xiàn)場控制/遠(yuǎn)程控制，適應(yīng)現(xiàn)場多變需求。
(8) 采用載波移相控制技術(shù)，大大抑制了輸出電壓的諧波成分，保證輸出波形是完美正弦波。
(9) 控制電源與高壓電相互獨(dú)立，無高壓時可以檢測變頻器輸出，便于現(xiàn)場調(diào)試以及培訓(xùn)操作人員，便于維護(hù)。
(10) 采用準(zhǔn)優(yōu)化SPWM調(diào)制技術(shù)，電壓利用率高。
(11) 功率單元經(jīng)24h高溫老化、150％負(fù)載試驗(yàn)，可靠性高。
(12) 中文bbbbbbs 操作界面，彩色液晶觸摸屏操作。用戶操作監(jiān)控系統(tǒng)界面十分友好和完善，系統(tǒng)包括上位機(jī)(商用PC機(jī))、下位機(jī)(工控機(jī))、單片機(jī)。其中單片機(jī)給用戶提供一個4位LED數(shù)碼顯示屏和一個12鍵的小鍵盤操作平臺，可對變頻器進(jìn)行全部操作，包括參數(shù)設(shè)置和各種運(yùn)行指令。工控機(jī)用觸摸屏和通用鍵盤給用戶提供操作平臺，其功能更齊全，包括參數(shù)設(shè)定、功能設(shè)定、運(yùn)行操作、運(yùn)行數(shù)據(jù)打印、故障查詢等等。上位機(jī)(商用PC機(jī))放在總控室，可對多臺變頻器進(jìn)行遙測、遙控。若只有一臺變頻器，上位機(jī)可省，或讓客戶自定。
(13) 可接收和輸出多路工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信號。
(14) 可打印輸出運(yùn)行報表。
4.3 高壓變頻系統(tǒng)介紹
風(fēng)光牌JD-BP38型高壓變頻系統(tǒng)采用直接“高-高”變換方式，屬電壓源型，采用功率單元多電平串聯(lián)方式，以最新型西門子IGBT為主控器件，全數(shù)字化控制，彩色液晶觸摸屏控制，以高可靠性、易操作、高性能為設(shè)計目標(biāo)的優(yōu)質(zhì)變頻調(diào)速器。
(1) JD-BP38型高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)
其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。由移相變壓器、功率單元和控制器組成。風(fēng)光10kV高壓變頻器，變壓器有30組付邊繞組，分為10個功率單元/相，三相共30個單元，采用36脈沖整流，輸入端的諧波成分遠(yuǎn)低于國標(biāo)規(guī)定。
(2) 功率單元電路
每個功率單元結(jié)構(gòu)上完全一致，可以互換，其電路結(jié)構(gòu)如圖2示，為基本的交-直-交單相逆變電路，整流側(cè)為六支二極管實(shí)現(xiàn)三相全波整流，通過對IGBT逆變橋進(jìn)行正弦PWM控制。每個功率單元完全一樣，可以互換，這不但調(diào)試、維修方便，而且備份也十分經(jīng)濟(jì)。假如一單元發(fā)生故障，該單元的輸出端能自動通過可控硅旁路而整機(jī)可以暫時降額工作，直到緩慢停止運(yùn)行。
(3) 輸入側(cè)結(jié)構(gòu)
輸入側(cè)由移相變壓器給每個單元供電，每個功率單元都承受電機(jī)電流、1/10的相電壓、1/30的輸出功率。30個單元在變壓器上都有自己獨(dú)立的三相輸入繞組。功率單元之間及變壓器二次繞組之間相互絕緣。二次繞組采用延邊三角形接法，目的是實(shí)現(xiàn)多重化，降低輸入電流的諧波成分。
本機(jī)中移相變壓器的副邊繞組分為三組，構(gòu)成36脈沖整流方式;這種多級移相疊加的整流方式可以大大改善網(wǎng)側(cè)的電流波形，使其負(fù)載下的網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)接近1，輸入電流諧波成分低。實(shí)測輸入電流總諧波成分小于5%。
(4) 輸出側(cè)結(jié)構(gòu)
輸出側(cè)由每個單元的U、V輸出端子相互串接而成星型接法給電機(jī)供電，通過對每個單元的PWM波形進(jìn)行重組，可得到如圖3所示的階梯PWM波形。這種波形正弦度好，dv/dt小，可減少對電纜和電機(jī)的絕緣損壞，無須輸出濾波器。就可以使輸出電纜長度很長，電機(jī)不需要降額使用，可直接用于舊設(shè)備的改造;同時，電機(jī)的諧波損耗大大減少，消除了由此引起的機(jī)械振動，減小了軸承和葉片的機(jī)械應(yīng)力。
(5) 控制器
控制器核心是由高速32位DSP芯片和工控PC機(jī)協(xié)同運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)的，精心設(shè)計的算法可以保證電機(jī)達(dá)到最優(yōu)的運(yùn)行性能。工控PC機(jī)提供友好的全中文bbbbbbS監(jiān)控和操作界面，同時可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)化控制。控制器用于柜體內(nèi)開關(guān)信號的邏輯處理，以及與現(xiàn)場各種操作信號和狀態(tài)信號的協(xié)調(diào)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性。
5 變頻控制方案
變頻器控制6#高爐除塵風(fēng)機(jī)為一拖一控制，旁路開關(guān)柜用于工/變頻切換。K1，K2和K3為三個高壓隔離開關(guān)，要求K2和K3不能同時閉合，在機(jī)械上實(shí)現(xiàn)互鎖。K1和K2閉合，K3斷開，風(fēng)機(jī)為變頻運(yùn)行;K3閉合，K1和K2斷開，風(fēng)機(jī)為工頻運(yùn)行。控制方案接線如圖4示。
圖4中:K0—用戶原高壓開關(guān);
K1、K2和K3—高壓隔離開關(guān);
BPQ—JD-BP38-800F高壓變頻器;
M—高壓電動機(jī)。
6 變頻器運(yùn)行情況
2004年10月，雙方公司簽定了一臺高壓變頻器，型號為JD-BP38-800F。2004年12月16日，高壓變頻器開始安裝就位; 2004年12月20日，調(diào)試完畢; 2004年12月25日，正式投入運(yùn)行。整個變頻器安裝調(diào)試周期都很短，為6#750高爐順利投產(chǎn)提供了有利的保證。
高壓變頻器控制除塵風(fēng)機(jī),與原舊高爐除塵風(fēng)機(jī)比較,主要有以下優(yōu)點(diǎn):
(1) 運(yùn)行穩(wěn)定，安全可靠。
從變頻器順利投運(yùn)近八個月以來，對變頻器輸入變壓器溫升、功率單元溫升、輸出電壓、輸出電流等各項(xiàng)參數(shù)定期巡檢，完全正常。變頻器運(yùn)行一直十分穩(wěn)定，為6#高爐安全可靠生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的保證。對于用戶來說，只需定期對變頻器除塵，不用停機(jī)，保證了高爐生產(chǎn)的連續(xù)性。
(2) 電機(jī)及機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)，各項(xiàng)指標(biāo)滿足工藝要求。
在整個運(yùn)行范圍內(nèi)，電機(jī)始終運(yùn)行平穩(wěn)，溫升正常。風(fēng)機(jī)啟動時的噪音和啟動電流非常小，無任何異常振動和噪音。在調(diào)速范圍內(nèi)，軸瓦最高溫升允許65℃,實(shí)測10℃。
(3) 變頻器的三相輸出波形完美，非常接近于標(biāo)準(zhǔn)正弦波。
經(jīng)過現(xiàn)場測試，變頻器的三相輸出電壓波形、電流波形非常標(biāo)準(zhǔn)，說明變頻器完全可以控制一般的普通電動機(jī)運(yùn)行，對電機(jī)無任何特殊要求。
(4) 運(yùn)行工況改善，工人勞動強(qiáng)度降低。
隨著高爐生產(chǎn)除塵的需要，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)量，既滿足高爐生產(chǎn)工藝的需要，工作強(qiáng)度又大大降低。
(5) 減少了維護(hù)工作量和維護(hù)費(fèi)用。
原舊高爐除塵風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過程中，經(jīng)常造成風(fēng)機(jī)和電機(jī)的損壞，維護(hù)工作量大，檢修費(fèi)用高，采用變頻技術(shù)調(diào)速后，減少了機(jī)械磨損，保證了風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行。
(6) 調(diào)速范圍寬，調(diào)速精度高。
除塵風(fēng)機(jī)的風(fēng)量經(jīng)常需要根據(jù)工藝的需要變化，在過去擋板或液力偶合器調(diào)節(jié)時，出現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開度與流量的非線性問題，致使調(diào)節(jié)失誤，采用變頻拖動風(fēng)機(jī)可以在0～50Hz范圍內(nèi)任意調(diào)速，調(diào)速精度高，可保持在0.1～0.01Hz范圍內(nèi)工作，便于實(shí)現(xiàn)除塵系統(tǒng)自動化控制。
(7) 變頻器具有多項(xiàng)保護(hù)功能，十分完善。
與原來舊系統(tǒng)相比較，變頻器具有過流、短路、過壓、欠壓、缺相、溫升保護(hù)等多項(xiàng)保護(hù)功能，更精確地保護(hù)了電機(jī)。
(8) 節(jié)能效果顯著，大大降低了電耗。
該系統(tǒng)生產(chǎn)周期大約為1h，出鐵時間為20min，間隔約40min，系統(tǒng)配置電機(jī)額定電流為59.5A，根據(jù)其它生產(chǎn)線的實(shí)際運(yùn)行情況電機(jī)運(yùn)行電流在55A左右。高爐出鐵變頻高速運(yùn)行45Hz時，電流為45A左右，在20Hz低速運(yùn)行時，電流為15A左右。(一天中風(fēng)機(jī)高速運(yùn)行時間占40%，無停機(jī)時間)
P變=1.732×10×(45×0.98×40%＋15×0.98×60％)=458kW
P工=1.732×10×55×0.86=819kW
節(jié)電率=( P工-P變)/P工=44%
7 結(jié)束語
從近8個月的運(yùn)行情況來看，山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的JD-BP38-800F高壓大功率變頻器性能優(yōu)越，可靠性高，節(jié)能效果顯著，變頻調(diào)速系統(tǒng)滿足了高爐連續(xù)生產(chǎn)的需要。風(fēng)光牌JD-BP38-800F在通鋼集團(tuán)6#750高爐除塵風(fēng)機(jī)的成功運(yùn)行，說明在高爐除塵風(fēng)機(jī)應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)是完全正確的，證明了其性能具有無可比擬的優(yōu)越性。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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