邱庆利

(山东钢铁集团莱芜分公司银山型钢有限公司炼铁厂莱芜271100)

【摘要】采用变频调速技术解决了高压电动机耗电量高的问题,提高了系统安全可靠性和设备的利用率。

【关键词】节能；高压风机；变频器

1前言

莱钢银山型钢炼铁厂400m²烧结系统机尾除尘风机驱动电动机为两台功率1250kW,额定电流91.7A,电压等级10kV,功率因数0.87的电动机, 采用直接启动，工频运行。每年消耗的电量是个惊人数字。

风机靠调节风门的开度来满足生产工艺对风量的要求，风门开度为60%。风门节流调节过程中，由于风机固有特性不变、仅仅靠关小风门的开度人为地增加管路的阻力，由此增大了管路系统的损失，运行时效率低，损耗大，不利于风机的节能运行。造成电量的大量浪费，使烧结机电量损耗长期居高不下。并且电动机直接启动电流大，对风机、电动机设备损害也非常大。

2改造方案选择

经过三个多月的生产跟踪，对造成除尘风机能耗大的各种原因进行确认落实。图1是目前比较成熟和广泛应用的8种通用调速技术。其中变极调速、串级调速、变频调速是高效调速手段。

(1)通过改变定子绕组连接的方式来改变定子的极对数，使异步电机的同步转速发生变化。来达到调速目的。属有级调速，而且调速级差大, 从而限制了它的使用范围。

(2) 串级调速是在绕线型感应电动机的转子电路中串入一个与转子电动势相反的附加电动势.用以减少转子电流，降低转子的转矩,从而达到调速的目的。调速效率高，可实现无级调速。但对电网干扰大、调速范围窄、功率因数也比较低、必须是绕线式转子。

(3)变频调速通过改变供电电源的频率实现,具有调速范围宽、效率最高、平滑性好、优良的动态特性和静态特性等优点。

基于上述特性，高压变频器特别适用于根据工艺要求需要对速度或流量进行控制的场合。根据节能目标30%计算，计划改造后一期机尾除尘引风机日耗能在13 440kW-h以内。可以改造成功再进行推广，可以降低投资风险。

3具体实施方案

3.1改造流程（见表1）

3.2 高压柜控制回路改造

在原有高压柜端子基础上，保证原回路、功能完整,设计新的控制回路。实现变频器准备好高压柜才能合闸送电，变频器故障时高压柜实现跳闸断电。

3.3故障信号远传

设立远方操作箱，远程启停电动机、手动设定频率、了解故障信息。将故障信号传至集中监控以及时发现故障、及时处理。

本高压变频器系统配备手动旁路柜，用户根据要求可选择旁路工频/变频起动，旁路柜的接线方案如图2。

（1） 控制方式由直接启动（工频启动）改为变频软启动（变频启动）：

10kV电源—10kV等级高压变频器—10kV高压电动机。

其中QF是用户高压开关柜的断路器；QS₂, QS₃是变频器内部手动旁路隔离刀闸，供变频运行操作；QS₁是变频器内部手动旁路隔离刀闸，供工频操作;且QS₁与QS₂, QS₃互锁，安全可靠。

（2） 控制回路变更见图3,4。

4功能特点

4.1 控制柜面板显示

控制柜面板显示说明见图5。

H1—控制电源指示；

H2——变频运行指示；

H3----- 变频器故障指不;

触摸屏一一以指示灯形式显示变频器11个状态（图6）。

（1） 允许:允许高压合闸。

（2） 外控:允许外部控制。

（3） 合闸:高压合闸指示灯。

（4） 就绪:合闸就绪。

(5)接通:高压接通。

(6)运转：系统运转中。

(7)旁通:有功率单元旁通。

(8)告警:系统产生故障告警。

(9)远控箱:远控箱控制有效。

(10) DCS：DCS控制有效。

(11)闭环:系统闭环控制。

4.2控制柜面板操作说明

SB₁——备用转换开关；

SB₂——电源复位按钮；

SB₃——变频器故障情况下,故障复位按钮;

SB₄——变频装置运行过程中紧急停车；

触摸屏——进行9个操作（图6）。

（1） 启动:用于启动变频器。必须无故障告警条件满足时才能起作用。

（2） 加速：按下此键不抬起，则变频器频率将按一定速度增加,释放后频率停止增加。

（3） 减速：按下此键不抬起，则变频器频率将按一定速度减小,释放后频率停止减小。

（4） 停止：停止变频器输出，变频器按一定速度减小输岀频率,直到速度变为0停止。

（5） 复位:复位变频器到初始状态。

（6） 曲线:按下此键可以查看电动机定子电压电流曲线。

（7） 设置:进入P参数设定屏,进行P参数设定。

（8） 操作界面:进行变频器的高压分、合闸操作、外控选择操作及指示,并且提供报警记录（图7）。

（9）警铃开关选择：用于报警时警铃的解除选择。

4.3远控箱面板操作说明

远控箱面板见图8。

SB₉——变频装置运行过程中紧急停车；

SB₁₀——备用；

SB₁₁——备用；

SB₁₂——变频器故障情况下,复位按钮；

SB₁₃——电动机变频启动按钮；

SB₁₄——电动机变频停止按钮；

SB₁₅——转速上升按钮，按下此按钮不抬起, 则变频器频率将按一定速度增加，释放后停止上升；

SB₁₆——转速下降按钮,按下此按钮不抬起，则变频器频率将按一定速度减小，释放后停止下降。

SB₁₇——四段调速按钮；

SB₁₈——铃声解除按钮；

SB₁₉——远控箱/DCS选择开关。

5结束语

进行变频调速改造后，由于采用软启动、软停运方式，减少了对风机叶轮的磨损，大大延长了设备使用寿命和维护周期，减少了维修费用,提高了风机的利用效率。系统采用过流、过压、瞬时断电、短路、欠压、缺相等多种保护，加强了对电动机的保护。