合康高压变频器在引风机改造上的应用

分类：技术教程日期：2011-11-16 00:00:00 来源：山西兆丰铝业公司

　　摘要：本文介绍山西兆丰铝业公司自备电厂设计3台135MW循环硫化床机组，于2006年6月相继投产发电，投产以来，由于风机出力不满，风机等效使用效率不高，厂用电率举高不下，原风机采用液力耦合器调速方式，该调节方式在满负荷时相能对经济运行，但在低转速情况下，能量损失严重，因此电厂必须对有节能空间的辅机进行变频器调节改造，自备电厂首先选择引风机进行了技术改进。

　　1、引风机改造前现状

　　自备电厂为3×135WM循环硫化床发电机组。三台机组六台引风机全部采用液力耦合器调节方式，液力耦合器是通过控制工作腔内工作油液的动量矩变化，来传递电动机能量并改变输出转速的，电动机通过液力耦合器的输入轴拖动其主动工作轮，对工作油进行加速，被加速的工作油再带动液力耦合器的从动工作涡轮，把能量传递到输出轴和负载，这样，可以通过控制工作腔内的油压来控制输出轴的力矩，达到控制负载的转速的目的。液力耦合器调速范围在20%～95％之间，其效率基本上与转速成正比，随着输出转速的降低，效率基本上成正比下降。100%转速时效率95%，75%转速时效率约72%，20%转速时效率约19%，液力耦合器用于风机，其轴的输出功率与转速的三次方成正比，当转速下降时，虽然液力耦合器效率与转速成正比下降，但电动机综合轴功率还是随着转速的下降成二次方比例下降，因此低转速时，风机的综合效率很低，电机耗能相对较大。引风机电机设计参数如下：

　　2、改造实施方案

　　1、变频器选型配置方案

　　按照引风机电机容量，选用北京合康亿盛变频科技股份有限公司生产的变频器HIVERT-Y06/220，额定输出电流为220A。保留现有的引风机电动机和高压开关，考虑6kV配电室位置情况，我们将除尘器配电室空余空间位置隔离设置为变频器间，变频器电缆用原引风机动力电缆，变频器至风机电缆重新布置。变频器控制电源采用380V控制，电源一路取源于变频器变压器变压交流380V，另一路取于机组380V系统，两路电源可以自动切换无需人工调整。变频器间电缆沟道在原电缆沟的基础上进行完善，保证满足施工要求。

　　2、引风机改造：由于原引风机使用液力耦合器进行调节，变频改造后，电机由变频器拖动进行变频运行，必须将液力耦合器拆除。但是拆除液力耦合器后电机和风机间连接轴的空间距离太长，扭距大容易造成变形，造成系统停机，因此在原液力耦合器位置专门进行设计制作了连接轴，并考虑在轴中位置设计支撑联轴器，轴的设计考虑了在0～50Hz范围内没有共振点。

　　3、控制回路改造

　　变频器的控制与原来的DCS连接起来，控制电缆由变频器至DCS系统控制柜敷设，相关的控制信号引入到DCS控制系统，可以实现远控和就地控制，变频器的加减频率在DCS系统操作员站进行，调节频率范围为0～50Hz，变频的状态及控制信号在DCS系统进行显示，满足远方操作控制的要求。

　　4、变频器的主要功能设置

　　1）变频器改造时原电机及保护回路不加任何改动可直接应用。

　　2）变频器内部通讯采用光纤连接，可以有效提高控制信号通讯速度和抗干扰能力，变频器内部强弱电信号分开布置，通过光电隔离、铁壳屏蔽技术消除了控制的谐波影响

　　3）变频器冷却风扇一用一备冗余设计，单台冷却风机故障不影响系统正常运行，并可实现在线检修。

　　4）6kV主电源故障时，变频器供电可保持3秒钟，一旦主电源重新受电，装置系统能自动恢复正常工作而无需运行人员的任何干预，以满足主电源母线系统快切需求。

　　5）变频器设计有电动机所需的过载、过流、过压、欠压、过热、缺相保护以及进线变压器的保护和变频器过载，变频器过热等全部保护功能。

　　6）变频器动力电源和控制电源分开供电，动力电源为变频调速系统内部供电，控制电源独立于动力电源系统，变频器自备UPS，可维持30min，控制电源故障时，变频器不能立即停机。

　　7）变频器在0～50Hz范围内进行调整，调节范围广，输出电压稳定。

　　3、改造中重点考虑的几个问题

　　1、变频器做单独接地网，接地网与电气地网隔离，保证变频器投运后对其他设备不产生干扰。