在AMB-HVI變頻器的功率單元中,使用高性能、智能化的專用IGBT驅(qū)動(dòng)模塊對(duì)主控系統(tǒng)輸出的PWM控制信號(hào)進(jìn)行隔離、緩沖處理后,使弱電信號(hào)(TTL電平)能夠驅(qū)動(dòng)高壓回路中的大功率IGBT器件,輸出我們需要的SPWM電壓。
驅(qū)動(dòng)模塊輔助功能還包括:對(duì)IGBT進(jìn)行短路、過流、欠壓監(jiān)測(cè)和保護(hù)。當(dāng)負(fù)載或功率單元一旦出現(xiàn)短路、過流、欠壓等方面故障,驅(qū)動(dòng)模塊將故障信號(hào)上傳到主控系統(tǒng),主控系統(tǒng)的微處理器將根據(jù)故障類型進(jìn)行辨別處理后,發(fā)出命令使驅(qū)動(dòng)模塊停止工作,禁止該功率單元的輸出。與此同時(shí)主機(jī)中故障處理控制邏輯還會(huì)根據(jù)故障類型進(jìn)行更進(jìn)一步判斷,以決定系統(tǒng)是否發(fā)生真正的故障,以便系統(tǒng)采取報(bào)警停機(jī)或繼續(xù)運(yùn)行,以保護(hù)變頻器與配電系統(tǒng)的安全,不至于造成更大的故障和更大的經(jīng)濟(jì)損失。
2.3輸入變壓器
AMB-HVI系列高壓變頻器的輸入側(cè)變壓器采用移相式變壓器。變壓器原邊繞組為6kV,副邊共十八個(gè)繞組分為三相。每個(gè)繞組為延邊三角形接法,分別有±5o、±15o、±25o移相角度,每個(gè)繞組接一個(gè)功率單元,這種移相接法可以有效地消除35次以下的諧波。因此,采用移相變壓器進(jìn)行隔離降壓,使得輸入側(cè)功率因數(shù)在0.96以上,不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的諧波干擾。
3 改造方案
考慮到變頻器退出運(yùn)行后,為了不影響生產(chǎn),確保系統(tǒng)正常工作,配置工頻旁路,當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時(shí),將電機(jī)投切到工頻下運(yùn)行。整個(gè)系統(tǒng)由1臺(tái)高壓變頻柜、1臺(tái)控制柜、1臺(tái)變壓器柜、一臺(tái)旁路柜、一臺(tái)電機(jī)及一臺(tái)送風(fēng)機(jī)組成。
共有3個(gè)高壓隔離開關(guān),為了確保不向變頻器輸出端反送電,QS2與QS3采用機(jī)械互鎖,并采用S7-200PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電氣連鎖,避免系統(tǒng)誤操作。當(dāng)QS1、QS2閉合,QS3斷開時(shí),電機(jī)運(yùn)行在變頻狀態(tài);當(dāng)QS1、QS2斷開,QS3閉合時(shí),電機(jī)工頻運(yùn)行,此時(shí)高壓變頻器從高壓中隔離出來,便于檢修、維護(hù)和調(diào)試。
在變頻改造以前,風(fēng)機(jī)均采用調(diào)節(jié)風(fēng)板開度的方式控制鍋爐進(jìn)風(fēng)量,由于其電機(jī)裕量較大,因而電能的浪費(fèi)特別嚴(yán)重,同時(shí)由于頻繁的對(duì)風(fēng)板進(jìn)行操作,導(dǎo)致風(fēng)板的可靠性下降,影響機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。且電機(jī)工頻起動(dòng)特別困難,起動(dòng)電流大,對(duì)電網(wǎng)沖擊較大,并造成電機(jī)籠條松動(dòng)、有開焊斷條的危險(xiǎn)。一般起動(dòng)后不允許停機(jī)。
進(jìn)行變頻改造后,風(fēng)機(jī)的風(fēng)板開度保持全開,基本不需要改變,根據(jù)實(shí)際所需的風(fēng)壓,由DCS系統(tǒng)通過PID調(diào)節(jié)計(jì)算,輸出4~20mA模擬電流信號(hào)發(fā)給變頻器,通過調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速,達(dá)到調(diào)節(jié)送風(fēng)量的目的,滿足運(yùn)行工況的要求。
同時(shí),進(jìn)行變頻改造后電機(jī)在啟動(dòng)和調(diào)節(jié)過程中,轉(zhuǎn)速平穩(wěn)變化,電流沒有任何沖擊,解決了電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的大電流沖擊問題,消除了大啟動(dòng)電流對(duì)電機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)和主機(jī)的沖擊應(yīng)力,大大降低日常的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用。
4 天山水泥廠節(jié)能效果分析
天山水泥廠五臺(tái)風(fēng)機(jī)經(jīng)過變頻改造后提高了運(yùn)行的自動(dòng)化程度,降低了大量電能損耗,較大程度地降低了運(yùn)行成本,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。