高壓變頻器在吸風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用
為了充分保證系統(tǒng)的可靠性,為變頻器同時加裝工頻旁路裝置,變頻器異常時,變頻器停止運(yùn)行,電機(jī)可以直接手動切換到工頻下運(yùn)行。工頻旁路由3個高壓隔離開關(guān)QS1、QS2和QS3組成。要求QS2不能與QS3同時閉合,在機(jī)械上實現(xiàn)互鎖。
關(guān)鍵字:變頻器,吸風(fēng)機(jī),變壓器
1、HARSVERT-A06/105型高壓變頻裝置原理
變頻裝置采用多電平串聯(lián)技術(shù),6KV系統(tǒng)結(jié)構(gòu),由移相變壓器、功率單元和控制器組成。6KV系列有21個功率單元,每7個功率單元串聯(lián)構(gòu)成一相。
每個功率單元結(jié)構(gòu)以及電氣性能*一致,可以互換,其電路結(jié)構(gòu)見圖2,為基本的交-直-交單相逆變電路,整流側(cè)為二極管三相全橋,通過對IGBT逆變橋進(jìn)行正弦PWM控制,可得到如圖3所示的波形。
每個功率單元結(jié)構(gòu)上*一致,可以互換,為基本的交-直-交單相逆變電路,整流側(cè)為二極管三相全橋,通過對IGBT逆變橋進(jìn)行正弦PWM控制,可得到如圖3所示的波形。
輸入側(cè)由移相變壓器給每個單元供電,移相變壓器的副邊繞組分為三組,構(gòu)成42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。
另外,由于變壓器副邊繞組的獨立性,使每個功率單元的主回路相對獨立,每個功率單元等效為一臺單相低壓變頻器。
輸出側(cè)由每個單元的U、V輸出端子相互串接成星型接法直接給高壓電機(jī)供電,通過對每個單元的PWM波形進(jìn)行重組,可得到如圖4所示的階梯正弦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。
當(dāng)某一個單元出現(xiàn)故障時,通過使軟開關(guān)節(jié)點K導(dǎo)通,可將此單元旁路出系統(tǒng)而不影響其他單元的運(yùn)行,變頻器可持續(xù)降額運(yùn)行,可減少很多場合下停機(jī)造成的損失。
2、變頻改造方案簡介
#2爐引風(fēng)機(jī)是兩臺雙側(cè)布置,目前其引風(fēng)機(jī)的出力調(diào)節(jié)由人工調(diào)節(jié)擋板來實現(xiàn)。由于引風(fēng)機(jī)設(shè)計時冗余功率較大,加上風(fēng)量控制采用檔風(fēng)板引起的阻力損耗,造成廠用電率高,影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
電動機(jī)參數(shù)引風(fēng)機(jī)參數(shù)
型號:Y1000-8型號:G4-73-11-28D
額定功率:1000kW額定風(fēng)量:455000m3/h
額定電壓:6kV額定風(fēng)壓:6460Pa
額定電流:119A風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速:742rpm
額定頻率:50Hz額定轉(zhuǎn)速:743r/min
為了充分保證系統(tǒng)的可靠性,為變頻器同時加裝工頻旁路裝置,變頻器異常時,變頻器停止運(yùn)行,電機(jī)可以直接手動切換到工頻下運(yùn)行。工頻旁路由3個高壓隔離開關(guān)QS1、QS2和QS3組成。要求QS2不能與QS3同時閉合,在機(jī)械上實現(xiàn)互鎖。變頻運(yùn)行時,QS1和QS2閉合,QS3斷開;工頻運(yùn)行時,QS3閉合,QS1和QS2斷開。
為了實現(xiàn)變頻器故障的保護(hù),變頻器對6KV開關(guān)QF進(jìn)行聯(lián)鎖,一旦變頻器故障,變頻器跳開QF,要求甲方對QF的合分閘電路進(jìn)行適當(dāng)改造。工頻旁路時,變頻器應(yīng)允許QF合閘,撤消對QF的跳閘信號,使電機(jī)能正常通過QF合閘工頻啟動。
3、變頻裝置調(diào)試數(shù)據(jù)對比
中國電力科學(xué)研究院對相關(guān)參數(shù)的測量結(jié)果如下
表1工頻擋板調(diào)節(jié)和變頻調(diào)速調(diào)節(jié)2臺吸風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的綜合輸入功率對比
機(jī)組負(fù)荷頻擋板調(diào)節(jié)變頻調(diào)速調(diào)節(jié)減少的綜合輸入功率
90962391571
100995523472
1101062573489
測試結(jié)果表明,72%負(fù)荷時節(jié)能率為59%,滿負(fù)荷時節(jié)能率也高達(dá)46%。同時,電機(jī)變頻啟動時,啟動電流平穩(wěn)上升,電機(jī)啟動非常平穩(wěn)。
4、變頻改造后的效益計算
1)全年滿負(fù)荷時,投入2臺變頻器后,估算年節(jié)電量為:520kW*5500h=2860000kWh
年至少節(jié)省電費:2860000kWh*0.326元/kW.h=93.2萬元
2)全年72%負(fù)荷運(yùn)行時,投入2臺變頻器后,估算年節(jié)電量為:571kW*5500h=3140500kWh
年至少節(jié)省電費:3140500kWh*0.32