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　　摘 要：本文介紹了廣州智光電氣生產(chǎn)的高壓變頻器在西鋼一煉鋼廠120T轉(zhuǎn)爐工程除塵風(fēng)機(jī)上技術(shù)方案和節(jié)能效果的應(yīng)用情況。

　　Abstracts:This paper introduces the technical schemes on the high-voltage inverter made in Guangzhou Zhiguang Electric in the No.1 steel plant of Xilin I&S Co.120T converter project dedusting fan and the application of energy-saving effect.

　　關(guān)鍵詞：高壓變頻器 除塵風(fēng)機(jī)

　　Keywords:the high-voltage inverter, dedusting fan

　　一、引言

　　2008年7月，西鋼集團(tuán)對120T轉(zhuǎn)爐二期工程高壓變頻器項(xiàng)目進(jìn)行了公開招標(biāo)，廣州智光電氣股份有限公司的ZINVERT變頻器中標(biāo)。120T轉(zhuǎn)爐二期工程中，包括一次除塵、二次除塵和連鑄二冷及噴淋泵共四套高壓變頻裝置和三套手動旁路柜，本文詳細(xì)介紹ZINVERT在除塵風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用效果。

　　二、電動機(jī)參數(shù)

　　2.1一次除塵電動機(jī)

　　型號：YBPT630-4 工作電壓：6KV

　　額定功率：1250KW 防護(hù)等級：IP44

　　額定轉(zhuǎn)速：1486rpm 功率因數(shù)：0.87

　　額定電流：125.8A

　　負(fù)載類型：風(fēng)機(jī) 2臺

　　2.2二次除塵電動機(jī)

　　型號：YKK500-6 工作電壓：6KV

　　額定功率：630KW 防護(hù)等級：IP44

　　額定轉(zhuǎn)速：993rpm 功率因數(shù)：0.84

　　額定電流：76.37A

　　負(fù)載類型：風(fēng)機(jī) 1臺

　　2.3連鑄二冷及噴淋泵電動機(jī)

　　型號：Y400-4 工作電壓：6KV

　　額定功率：355KW 防護(hù)等級：IP44

　　額定轉(zhuǎn)速：2977rpm 功率因數(shù)：0.899

　　額定電流：32.2A

　　三、變頻設(shè)備

　　3.1高壓變頻調(diào)速產(chǎn)品原理

　　ZINVERT系列只能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)采用功率單元串聯(lián)技術(shù)，直接輸出3KV、6KV、10KV電壓，屬高-高電壓源型變頻器。采用功率單元串聯(lián)解決了器件耐壓問題，同時(shí)同相各級功率單元輸出SPWM信號通過移相后進(jìn)行疊加，提高輸出電壓諧波性能、降低輸出電壓的dv/dt;通過電流多重化技術(shù)降低輸入側(cè)諧波，減小對電網(wǎng)的諧波污染;主控制器采用DSP、CPLD和FPGA為核心，配合數(shù)據(jù)采集、單元控制和光纖通信回路以及內(nèi)置的PLC構(gòu)成系統(tǒng)控制部分。

　　ZINVERT系列智能高壓變頻調(diào)速成套系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)上由旁路柜、移相變壓器柜、功率單元柜及控制柜組成，見圖。

　　3.1成套裝置配置圖

　　3.2功率單元箱

　　功率單元外觀，見圖

　　3.3功率單元柜高壓形成

　　采用功率單元堆波技術(shù)，將多個功率單元的輸出電壓串聯(lián)疊加直接形成高壓，見圖6。因?yàn)楦鞴β蕟卧妮敵鲭妷翰ㄐ卧诏B加前已經(jīng)過移相處理，所以疊加后的輸出波形質(zhì)量好，不存在諧波引起的電動機(jī)附加發(fā)熱和轉(zhuǎn)矩脈動等。

　　3.4系統(tǒng)接口示意圖，見圖。

　　四、一次接線及二次保護(hù)

　　當(dāng)K1、K2分，K3合時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行在工頻狀態(tài)，斷路器保護(hù)配置為電動機(jī)保護(hù)，ZINVERT系統(tǒng)的控制系統(tǒng)配置過流、過壓、欠壓、失速、過負(fù)荷等保護(hù)。

　　當(dāng)K1、K2合，K3分時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行在變頻狀態(tài)，因?yàn)樽冾l輸入側(cè)為整流移相變壓器，因此斷路器保護(hù)配置為變壓器保護(hù)，ZINVERT系統(tǒng)的變壓器配置溫控保護(hù)，配置缺相、過壓、過流、速斷、過負(fù)荷保護(hù)。

　　五、ZINVERT型智能高壓變頻調(diào)速成套系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)

　　1、功率因數(shù)高、諧波污染小、體積小、效率高

　　2、抗電壓波動能力更強(qiáng)，掉電自動恢復(fù)功能

　　3、專有核心“STT”技術(shù)，旋轉(zhuǎn)負(fù)載直接啟動

　　4、主回路專利技術(shù)與三重保護(hù)功能的高壓輸出突發(fā)短路“SCP”防護(hù)技術(shù)

　　5、允許掉電時(shí)間最長（60秒）的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，掉電恢復(fù)后無沖擊啟動

　　6、多回路供電技術(shù)，無電源敏感性

　　7、高可靠性EMC設(shè)計(jì)，超級看門狗技術(shù)保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性

　　8、采用預(yù)充電電路，保護(hù)器件、工變頻進(jìn)線開關(guān)保護(hù)無需變化

　　9、系統(tǒng)無高壓可調(diào)式控制功能，具有單元直流電壓與電容老化檢測功能

　　10、加、減速自適應(yīng)功能使ZINVERT成為相同容量配置的加減速最快的國產(chǎn)高壓變頻器

　　11、完整的工頻/變頻自動互切技術(shù)

　　12、完整的保護(hù)配置功能與專業(yè)微機(jī)保護(hù)技術(shù)

　　13、獨(dú)特結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，散熱效果好，設(shè)備環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)

　　六、高壓變頻器的應(yīng)用與分析

　　多年多例證明，風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速遠(yuǎn)比工頻運(yùn)行風(fēng)門調(diào)節(jié)具有諸多的優(yōu)點(diǎn)。

　　1、 全年長時(shí)間無故障連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，除去檢修、停產(chǎn)設(shè)備停機(jī)，提高設(shè)備作業(yè)率。

　　2、 變頻器具有完善的多項(xiàng)保護(hù)功能，確保電動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　3、 根據(jù)轉(zhuǎn)爐冶煉三個周期中煙塵量的大小通過變頻調(diào)速，環(huán)保節(jié)能。

　　4、 減少機(jī)械設(shè)備維護(hù)

　　5、 節(jié)能效果

　　比照工頻調(diào)節(jié)風(fēng)門，年運(yùn)行時(shí)間為8400小時(shí)，四檔調(diào)速分別人額定轉(zhuǎn)速的100%、85%、60%、30%，運(yùn)行時(shí)間比例為25%、25%、15%、35%.已知風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成正比，風(fēng)壓與轉(zhuǎn)速平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速立方成正比。

　　Q2=Q1（n2/n1） ——-⑴

　　H2=H1（n2/n1）2 ——-⑵

　　P2=P1（n2/n1）3 ——-⑶

　　一次除塵風(fēng)機(jī)功率1250KW，額定轉(zhuǎn)速rpm，功率因數(shù)0.87，風(fēng)機(jī)有功功率p=1250＊0.87=1087.5KW

　　100%時(shí)P100%=1087.5KW

　　85%時(shí) P85%=1087.5＊0.614=667.725

　　60%時(shí) P60%=1087.5＊0.216=234.9

　　30%時(shí) P30=1087.5＊0.027=29.3625

　　功率平均值P=1087.5＊25%+667.725＊25%+234.9＊15%+29.3625＊35%=484.32KW

　　節(jié)電比率（1087.5-484.32）/1087.5=55.46% 電費(fèi)單價(jià)0.52元/度

　　全年節(jié)點(diǎn)費(fèi)用為1087.5＊55.46%＊8400＊0.52=2634460元

　　二次除塵風(fēng)機(jī)功率630KW，額定轉(zhuǎn)速rpm，功率因數(shù)，相同的算法可得全年節(jié)電費(fèi)用1281983元。兩臺風(fēng)機(jī)全年節(jié)約電費(fèi)2634460+1281983=3916443元，即全年僅電費(fèi)一項(xiàng)可節(jié)約390萬元。

　　七、結(jié)束語

　　ZINVERT在西鋼一煉鋼廠120噸轉(zhuǎn)爐二期工程除塵風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用是成功的，節(jié)能效果顯著，同時(shí)節(jié)省大量的人力物力，減輕了維修人員的勞動強(qiáng)度，社會效益顯著，高壓變頻器必將在更廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)用與推廣。

　　參考文獻(xiàn)：

　　《西鋼集團(tuán)120t轉(zhuǎn)爐工程技術(shù)標(biāo)書》 廣州智光電氣股份有限公司