邱慶利

(山東鋼鐵集團萊蕪分公司銀山型鋼有限公司煉鐵廠萊蕪271100)

【摘要】采用變頻調速技術解決了高壓電動機耗電量高的問題,提高了系統安全可靠性和設備的利用率。

【關鍵詞】節能；高壓風機；變頻器

1前言

萊鋼銀山型鋼煉鐵廠400m²燒結系統機尾除塵風機驅動電動機為兩臺功率1250kW,額定電流91.7A,電壓等級10kV,功率因數0.87的電動機, 采用直接啟動，工頻運行。每年消耗的電量是個驚人數字。

風機靠調節風門的開度來滿足生產工藝對風量的要求，風門開度為60%。風門節流調節過程中，由于風機固有特性不變、僅僅靠關小風門的開度人為地增加管路的阻力，由此增大了管路系統的損失，運行時效率低，損耗大，不利于風機的節能運行。造成電量的大量浪費，使燒結機電量損耗長期居高不下。并且電動機直接啟動電流大，對風機、電動機設備損害也非常大。

2改造方案選擇

經過三個多月的生產跟蹤，對造成除塵風機能耗大的各種原因進行確認落實。圖1是目前比較成熟和廣泛應用的8種通用調速技術。其中變極調速、串級調速、變頻調速是高效調速手段。

(1)通過改變定子繞組連接的方式來改變定子的極對數，使異步電機的同步轉速發生變化。來達到調速目的。屬有級調速，而且調速級差大, 從而限制了它的使用范圍。

(2) 串級調速是在繞線型感應電動機的轉子電路中串入一個與轉子電動勢相反的附加電動勢.用以減少轉子電流，降低轉子的轉矩,從而達到調速的目的。調速效率高，可實現無級調速。但對電網干擾大、調速范圍窄、功率因數也比較低、必須是繞線式轉子。

(3)變頻調速通過改變供電電源的頻率實現,具有調速范圍寬、效率最高、平滑性好、優良的動態特性和靜態特性等優點。

基于上述特性，高壓變頻器特別適用于根據工藝要求需要對速度或流量進行控制的場合。根據節能目標30%計算，計劃改造后一期機尾除塵引風機日耗能在13 440kW-h以內。可以改造成功再進行推廣，可以降低投資風險。

3具體實施方案

3.1改造流程（見表1）

3.2 高壓柜控制回路改造

在原有高壓柜端子基礎上，保證原回路、功能完整,設計新的控制回路。實現變頻器準備好高壓柜才能合閘送電，變頻器故障時高壓柜實現跳閘斷電。

3.3故障信號遠傳

設立遠方操作箱，遠程啟停電動機、手動設定頻率、了解故障信息。將故障信號傳至集中監控以及時發現故障、及時處理。

本高壓變頻器系統配備手動旁路柜，用戶根據要求可選擇旁路工頻/變頻起動，旁路柜的接線方案如圖2。

（1） 控制方式由直接啟動（工頻啟動）改為變頻軟啟動（變頻啟動）：

10kV電源—10kV等級高壓變頻器—10kV高壓電動機。

其中QF是用戶高壓開關柜的斷路器；QS₂, QS₃是變頻器內部手動旁路隔離刀閘，供變頻運行操作；QS₁是變頻器內部手動旁路隔離刀閘，供工頻操作;且QS₁與QS₂, QS₃互鎖，安全可靠。

（2） 控制回路變更見圖3,4。

4功能特點

4.1 控制柜面板顯示

控制柜面板顯示說明見圖5。

H1—控制電源指示；

H2——變頻運行指示；

H3----- 變頻器故障指不;

觸摸屏一一以指示燈形式顯示變頻器11個狀態（圖6）。

（1） 允許:允許高壓合閘。

（2） 外控:允許外部控制。

（3） 合閘:高壓合閘指示燈。

（4） 就緒:合閘就緒。

(5)接通:高壓接通。

(6)運轉：系統運轉中。

(7)旁通:有功率單元旁通。

(8)告警:系統產生故障告警。

(9)遠控箱:遠控箱控制有效。

(10) DCS：DCS控制有效。

(11)閉環:系統閉環控制。

4.2控制柜面板操作說明

SB₁——備用轉換開關；

SB₂——電源復位按鈕；

SB₃——變頻器故障情況下,故障復位按鈕;

SB₄——變頻裝置運行過程中緊急停車；

觸摸屏——進行9個操作（圖6）。

（1） 啟動:用于啟動變頻器。必須無故障告警條件滿足時才能起作用。

（2） 加速：按下此鍵不抬起，則變頻器頻率將按一定速度增加,釋放后頻率停止增加。

（3） 減速：按下此鍵不抬起，則變頻器頻率將按一定速度減小,釋放后頻率停止減小。

（4） 停止：停止變頻器輸出，變頻器按一定速度減小輸岀頻率,直到速度變為0停止。

（5） 復位:復位變頻器到初始狀態。

（6） 曲線:按下此鍵可以查看電動機定子電壓電流曲線。

（7） 設置:進入P參數設定屏,進行P參數設定。

（8） 操作界面:進行變頻器的高壓分、合閘操作、外控選擇操作及指示,并且提供報警記錄（圖7）。

（9）警鈴開關選擇：用于報警時警鈴的解除選擇。

4.3遠控箱面板操作說明

遠控箱面板見圖8。

SB₉——變頻裝置運行過程中緊急停車；

SB₁₀——備用；

SB₁₁——備用；

SB₁₂——變頻器故障情況下,復位按鈕；

SB₁₃——電動機變頻啟動按鈕；

SB₁₄——電動機變頻停止按鈕；

SB₁₅——轉速上升按鈕，按下此按鈕不抬起, 則變頻器頻率將按一定速度增加，釋放后停止上升；

SB₁₆——轉速下降按鈕,按下此按鈕不抬起，則變頻器頻率將按一定速度減小，釋放后停止下降。

SB₁₇——四段調速按鈕；

SB₁₈——鈴聲解除按鈕；

SB₁₉——遠控箱/DCS選擇開關。

5結束語

進行變頻調速改造后，由于采用軟啟動、軟停運方式，減少了對風機葉輪的磨損，大大延長了設備使用壽命和維護周期，減少了維修費用,提高了風機的利用效率。系統采用過流、過壓、瞬時斷電、短路、欠壓、缺相等多種保護，加強了對電動機的保護。