上传时间:2012年2月14日 关键词:高压变频器、煤气加压机
  (1)采用高速DSP作为中央处理器,运算速度更快,控制更精准。  (2)飞车启动功能。能够识别电机的速度并在电机不停转的情况下直接起动。  (3)完整的工频/变频自动互切技术。现在的高压变频调速系统一般设置工频旁路切换柜,变频器发生故障时能使高压电机转至工频运行,旁路切换有手动旁路和自动旁路切换两种型式,手动旁路需人工操作,适应于无备用装置或不重要的运行工况,自动旁路可在变频器发生故障后直接自动转换至工频运行。新风光公司提供的自动旁路切换柜,不仅可实现变频故障情况下自动由变频转换至工频运行状态,还可实现在变频检修完毕后由工频瞬间转换至变频运行的功能,整个转换过程不会对用户设备的运行造成任何影响。  (4)旋转中再启动功能。运行过程中高压瞬时掉电3s内恢复,高压变频器不停机,高压恢复后变频自动运行到掉电前的频率。  (5)线电压自动均衡技术(星点漂移技术)。变频器某相有单元故障后,为了使线电压平衡,传统的处理方法是将另外两相的电压也降至与故障相相同的电压,而线电压自动均衡技术通过调整相与相之间的夹角,在相电压输出最大且不相等的前提下保证最大的线电压均衡输出。  (6)单元直流电压检测:实时显示检测系统的直流电压,从而实现输出电压的优化控制,降低谐波含量,保证输出电压的精度,提升系统控制性能,并可使保证运行维护人员实现对功率单元运行状况的全面把握。  (7)单元内电解电容因采取了公司专利技术,可以将其使用寿命提高1倍。  (8) 散热结构设计合理,单元串联多重化并联结构,IGBT承受的电压较低,可以有较宽的过压范围(≥1.15Ue),设备可靠性更高。  (9) 具备突发相间短路保护功能。如果由于设备原因及其他原因造成输出短路,此时如果变频器不具备相间短路保护功能,将会导致重大事故。变频器在发生类似问题时能够立即封锁变频器输出,保护设备不受损害,避免事故的发生。  (10) 限流功能:当变频器输出电流超过设定值,变频器将自动限制电流输出,避免变频器在加减速过程中或因负载突然变化而引起的过流保护,最大限度减少停机次数。  (11) 故障自复位功能:当变频器由于负载突变造成单元或是整机过电流保护时,可自动复位,继续运行。变频改造控制方案  为了保证煤气加压系统的可靠性,变频器装置采用自动转换工频方式,当变频器发生故障,停止运行时,电机可以自动切换到工频下运行,这样可以保证煤气加压机的供气要求,提高了整个系统的安全稳定性。  煤气加压机变频系统具有如下特点:为变频器提供的交流220V控制电源掉电时,由于变频器的控制电源和主电源没有相位及同步要求,变频器可以使用UPS继续运行,不会停机;在现场速度给定信号掉线时,变频器提供报警的同时,可按原转速继续运行,维持机组的工况不变;变频器配置单元旁路功能,在局部故障时,变频器可将故障单元旁路,降额继续运行,减少突然停机造成的损失,如果变频器出现3个以上的故障单元,可自动转工频运行,可保证生产不受影响。变频控制自动旁路柜  280kW煤气加压机选用JD-BP37-315F(315kW)高压变频器,250kW煤气加压机选用JD-BP37-280F(280kW)高压变频器,两台煤气加压机旁路柜均采用自动转换工频方式。  改造后提供的旁路方案如下:  旁路柜在变频器进、出线端增加了两个隔离刀闸,以便在变频器退出而电机运行于旁路时,能安全地进行变频器的故障处理或维护工作。  自动旁路柜主回路如图2所示。KM2与KM3实现电气互锁,当KM1、KM2闭合,KM3断开时,电机变频运行;当KM1、KM2断开,KM3闭合时,电机工频运行。另外,KM1闭合时,K1操作手柄被锁死,不能操作;KM2闭合时,K2操作手柄被锁死,不能操作。
图2
图2 自动旁路柜
  电机工频运行时,若需对变频器进行故障处理或维护,切记在KM1、KM2分闸状态下,将隔离刀闸K1和K2断开。  合闸闭锁:将变频器“合闸允许”信号串联于KM1、KM2合闸回路。在变频器故障或不就绪时,真空接触器KM1、KM2合闸不允许;在KM1、KM2合闸状态下,若变频器出现故障,则“合闸允许”断开,KM1、KM2跳闸,分断变频器高压输入电源。  旁路投入:将变频器“旁路投入”信号并联于KM3合闸回路。变频运行状态下,若变频器出现故障且自动投入允许,或者需要将电机从变频投入到工频状态运行(按下“工频投切”按钮),系统将首先分断变频器高压输入、输出开关KM1和KM2,经过一定延时后,“旁路投入”闭合,即工频旁路KM3合闸,电机投入电网工频运行。调试中注意的问题  原系统改为变频调速系统以后,有一些问题需要重新设定。如:放散阀的压力设定,未改造前的原工频运行,放散阀的压力为6kPa,也就是当罗茨风机后级的气压达到6kPa以上时,才开启放散阀,排泄出多余的煤气。由于罗茨风机的工作特点,必须把进风阀门进入的气体完全打出去,当后级的气压接近6kPa时,罗茨风机负荷较重,电机电流已经超过额定值较多,因为电动机的过载能力较强,且断路器的保护电流较大,后级气压高时,工频运行时一般不会跳闸。改造后变频的过载能力较弱,变频器的过载能力为1.5倍额定电流60s,这样就要求后级的放散阀压力应稍低一些,经过与客户沟通后,建议放散压力为3~4kPa左右。这样煤气加压系统可以进一步降低消耗。  改造后,高压变频器参数设定,由于是重载启动,需要低频时增加转矩补偿,停车时用户要求自由停车等,设定参数如表3所示:

变频改造后设备运行情况  煤气加压机变频改造后,2011年9月15日,两套高压变频器一次性投入生产,至今运行正常。经过测试,系统达到了预期的效果。煤气加压机变频改造后,风机电机输入电流有明显下降,设备实现了软起动,改善了煤气加压设备的运行工况,极大地减轻了设备起动时对供配电系统的冲击。改造效果是非常明显的。  (Ⅰ)节能情况  改造前工频:280kW、250kW煤气加压机平均运行电流25A,电网电压取6.1kV,功率因数为0.8。平均每小时消耗功率为:

  改造后变频:分别运行两台高压变频器,记录运行参数如表4所示:

  变频输入电流取平均数13A,煤气加压机变频运行消耗功率为:

  (Ⅱ) 间接效益  (1)变频改造后,实现电机软启动,启动电流小于额定电流值,启动更平滑。  (2)有效地改善了现场运行环境,由于电机以及负载转速下降,大大降低了设备噪声污染,现场操作人员非常欢迎。  (3)功率因数提高到0.95以上,减少了线路损耗。  (4)减少了维护工作量和维护费用,延长了设备的使用寿命。采用变频技术调速后,设备随生产工艺变速运行,大大降低了设备负荷率,延长了风机、电机等设备的使用寿命。  (5)变频器具有多项保护功能,十分完善。与原来旧系统相比较,变频器具有过流、短路、过压、欠压、缺相、温升保护等多项保护功能,更精确地保护了电机。  (6)调速范围宽,调速精度高。采用变频拖动风机可以在0~50Hz范围内任意调节,调节精度高,调节频率波动可保持在0.1~0.01Hz范围内,便于实现风机系统自动化控制。结束语  经过变频改造后,煤气加压机实现软起软停,不仅大大降低了工作人员的劳动强度,而且使整个工艺流程更稳定,达到了较好的节能效果。随着国家对节能减排工作的越来越重视,企业通过各种措施降低生产成本,其中变频技术起到了关键作用,取得了明显的经济效益和社会效益,适应了国家建设资源节约型社会的潮流。
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