锋速达通风降温系统
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车间安装负压风机高炉电动彭风机电气控制技术简介热电厂高压变频
1 引言我公司有6座高炉,配套有汽动、电动鼓风机10台。6#高炉(2200m3)配套的电动鼓风机设计和施工由武钢设计院总承包,现将其设计的特点和设备情况介绍如下。
2 35kV和10kV工程 a·采用主变和主电机一对一单元接线方式,两条35kV进线电源来自220kV总降,通过母联互为备用,在正常运行方式下总降 220kV600合环之前,未经调度批准35kV母联 400不得和合环。主变高、低压侧均未设置断路器,只在主变室内35kV侧安装了隔离刀闸。35kV开关柜为福一开产品,主变为衡变 40000kVA 35kV/10kV变压器。(主接线图见图1)。
b·10kV进线柜和PT柜合二为一,三个单相PT高压引线采用铜母排直接连接,因此检测母线和变压器低压侧绝缘状况时需解开PT 的连接线,开关柜采用Siemens开关柜,配备有2500A和1250A两种3AH1型真空开关共六台。开关遮断能力分别为40kA和31·5kA。 c·主电机采用SIEMENS凸极式转子高压同步电机,容量为32000kW。型号: IDZ2052—8AE02一Z,l并有与变频软启动相配套的无刷励磁装置,设计为变频软启动和在线直接启动。采用变频软启动时间为120s左右,由于直接启动时电网必须提供足够的短路容量及引起电网电压降低等问题,投产以来一直未做该试验。 d·SIEMENS断路器控制电源中断引起断路器跳闸的处理办法。 a)10kV开关设计了直流控制电源低电压脱扣器。它是一种保护性附件,当开关控制用的直流电源下降或中断时,能自动切断开关。欠电压脱扣器是电磁一体化机构,它通过电磁线圈Y7失磁来实施,设计是针对直流电源发生故障,如果开关拒动,从而发生严重的设备事故而考虑的,其示意图见图1。 b)直流工程容易发生接地故障,设置直流电源低电压跳闸保护,不便于查处直流工程接地故障。而根据设计图纸,紧急停机按钮控制MMCP柜的K91及K92两个组合接触器。操作紧急停机按钮K91、K92接点均打开, MMCP柜的K11、K12接触器动作,同时启动开关跳闸回路一和回路二。
所以取消开关低电压脱扣功能并不影响紧急跳闸(见图2)。锁住直流低电压跳闸功能,理论上是可行的。 a·MCC配备两台干式变压器(SCB9— 800/10kV)和GCY型低压开关柜,变压器高压侧电源来自热电厂水处理1 0kV开关站, 只在MCC室设置高压隔离开关,低压侧进线开关采用RSA2—2000 800A的智能型开关。开关本身设置了低电压跳闸、失压脱扣及过流保护。低压母线分段运行,母联自投设计为进线失压跳闸自投,保护动作跳闸不自投, 因其串入了开关内置接点,如果故障未消除而手动复位,母联将自投到故障点。 b·MCC的一类负荷为UPS及动力、润滑油泵,整套UPS包括下列内容: a)一路400V/50HZ进线,同时给UPS 整流器和旁路供电。 b)一个免维护的电池柜。 c)一个来自MCC的两路400V/50HZ独立进线柜,即自投自复装置。 c·UPS的作用就是确保主电机不失励(励磁电流低于20A主电机将跳闸)及向SIMA- DYN D、MMCP等供电,正常情况下运行在on- line模式下;当出现过载、逆变器短路等事故情况时,UPS将自动转换为By pass模式;另外值得注意的是在风机正常运行时UPS负载率为75%左右,如果外部电源中断及MCC故障,电池的备用时间(backup time)不长。
3 主电机励磁工程(ECS) a·主电机采用的无刷励磁工程由交流励磁机和旋转整流器组成,交流励磁机为旋转电枢式,其三相输出引出端嵌在轴上,与旋转的整流器固定连接,经整流后供给同步电动机励磁绕组,这样取消了滑环和碳刷,不受滑环及碳刷容量的限制。同步电动机作变频启动时,在O~Ne转速范围里运行,为了维持同步电动机恒定的励磁磁通,要求励磁机能提供一个相应变化的励磁电流,因此在电源工程与励磁机定子间即在MMCP柜装设一台三相交流功率控制器,该装置能提供与电源频率相同的可调的三相交流电压。用于无刷励磁同步电机的可控硅三相交流功率控制器是由数字电流闭环控制工程控制的,在启动过程中励磁电流的设定值是由变频的闭环控制工程设定的。
b·励磁机为绕线式异步发电机,为提高励磁可靠性,转子采用双层星型绕组,定子额定输入为AC180V/50HZ/101A。转子输出经整流器至主电机转子,为DC68V/1213A(1 #机), 1182A(2#机)。励磁电流整流器的二极管若发生故障,端电压比率将低于正常运行状态。当低于设定达到极限值时,“二极管故障”信号将在励磁屏的OP17界面上显示并报警。 c·同步电动机在启动及运行过程中需要不同的励磁电流设定值及励磁控制方式, 不同的励磁设定值的投入及控制方式的切换由PLC完成。当电机并入主电网时,可以根据具体情况,选择恒功率或恒电压控制,通过 MMCP柜由钥匙操作的选择开关来选择,一般选择恒功率因数控制。功率因数控制是比励磁电流闭环控制要高一级的控制器,当电机接到供电工程上时,依据负载情况,功率因数始终保持在允许的极限范围内的一个固定值上。为确定功率因数,无功功率和有功功率一直被监控。如果无功功率持续超过极值达到设定的时间周期,或在一个设定的时间周期内两次超过极值,失步保护将动作。
4 变频启动装置SFC a·变频器作为启动设备时,为了减少启动电流,使机组启动过程平稳,必须控制启动电流,即在一定的电流限幅下运行,由于作为启动用变频器的最大功率只略大于机组额定速度时的空载功率,而不需要达到电机的额定功率,这样机组的启动电流将大大小于电机的额定电流,约为1/4In,对电网无冲击,变频启动时间约2分钟,而且对机械设备冲击也很小。
1前言
福建春驰集团是福建省大型水泥骨干企业，创建于1993年，公司拥有两条年产75万吨新型干法旋窑熟料水泥生产线和一条年产50万吨旋窑水泥熟料生产线。水泥厂1#、2#除尘风机采用异步电动机拖动，原来的电机运行方式为全速运行，风量调节采用挡板控制开度，挡板调节存在的如下问题：
（1）大量的能量损耗在挡板的截流过程中。
（2）空气对挡板阀门和管道冲击较大，设备损坏严重。
（3）挡板执行机构为电动执行器，不能适应长期频繁调节。
（4）挡板调节线性度差，调节比较困难，且操作不当会造成风机震动。
采用变频调速后，风门全部打开，降低风机转速，使风机处于高效运行状态，节能效果最佳。变频器还具有以下优点：
（1）实现软启动，对电网和机械负载的冲击大大减小，延长了电机和风机的寿命。
（2）降低了轴承和密封的损坏，减少了维护工作量。
（3）采用变频调速，转速调节方便，利用调节器4～20mA电流信号，变频器可以调节电机转速，线性度较好，风量调节平稳。
水泥厂领导决心对除尘风机进行调速改造，考虑到国产高压变频器设备水平已接近国际水平，能满足运行要求，公司公开招标，进行性价比比较，结果山东新风光电子科技发展有限公司生产的JD-BP37-280F型高压变频调速器胜出。
2现场除尘风机及电机参数
现场1#、2#除尘风机设备参数相同，下面表1给出1#除尘风机基本参数。
表1为现场电机参数，表2为风机参数。
表1 电机参数
负载名称
1#除尘风机
所带负载类型
离心风机
型号
YKK450-10
额定电压（V）
6000
额定电流(A)
35.6
额定功率(kW)
280
额定频率（Hz）
50
功率因数
0.81
额定转速(rpm)
593
绝缘等级
F
生产厂商
兰州电机有限责任公司
表2 风机参数
型号
XY46-SY2500D
额定风压（Pa）
1800
额定风量（m3/h）
330000
额定转速(rpm)
590
额定功率(kW)
280
气体温度（℃）
230
生产厂商
浙江义乌星耀风机有限公司
3山东新风光电子JD-BP37系列高压变频器突出特点
风光牌JD-BP37系列高压变频器以高速DSP为控制核心，采用无速度矢量控制技术、功率单元串联多电平技术，属高-高电压源型变频器，其谐波指标远小于IEE519-1992的谐波国家标准，输入功率因数高，输出波形质量好，不必采用输入谐波滤波器、功率因数补偿装置和输出滤波器；不存在谐波引起的电机附加发热和转矩脉动、噪音、输出dv/dt、共模电压等问题，可以使用普通的异步电机。产品2003年被列为国家重点新产品，高压提升机变频调速工程2005年被列为国家火炬计划项目，获科技部中小企业技术创新基金项目资助。2007年，高压变频器被评为中国名牌产品，是国内高压变频器行业为数不多的两个名牌产品之一。具体来说，风光高压变频器除具有一般普通变频器的性能外，还具有以下突出特点：
(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工程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。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：实时显示检测工程的直流电压，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，提升工程控制性能，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) 通过控制器可实现对各单元直流滤波电容寿命的检测，实现在年检中对单元电解电容器进行检测，根据出厂时电解电容器的特性的比较与趋势，可得出对电解电容器寿命的猜测，提前预知电解电容器是否可继续运行，避免由于电容器运行出现非预期的工程故障，并实现运行维护人员对功率单元设备状况的及时把握。
(9) 排热结构设计合理，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。
(10) 具有双路控制电源，一路为经干式变压器变压后的电源，一路为外部控制电源，这样在调试过程中，无需加入高压主电源，就可以检测输出波形的正常与否。对于在现场安装调试以及人员培训很方便，大大提高了安全性。
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