中压变频器在水泥厂的应用(word档)

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1、中压变频器在水泥厂的应用前言　摘要：介绍利用美国A-B公司1557型中压变频器对某电厂送风机控制进行改造的实例，分析变频调速原理及特点和在送风机控制中实际运行效果。实践证明，该中压变频器对于6000V、800kW的高压大功率电动机可实现稳定调整，并且运行可靠、节能效果显著，可在电厂中广泛推广应用。1 问题的提出   山东省某电厂210MW机组由于调峰任务重，常在140-170MW之间运行。原设计采用2台定速电动机带动送风机，靠送风机挡板的开大、关小调节送风量，以适应机组负荷变化。该系统在运行过程中存在诸多问题：(1)挡板调节造成风道压流损失严重；(2)在风速较大时，会产生

2、挡板的冲击损耗；(3)挡板动作迟缓，手动时运行人员不易操作，而且操作不当会造成送风机震动；自动时，很难满足最佳调节品质；(4)送风机挡板执行机构为大力矩的电动执行器，故障较多，不能适应长期频繁调节，使送风系统—直不能投入自动运行；(5)送风机电机在启动时，启动电流一般为额定电流的6~8倍，因此启动机械转矩严重影响电动机的使用寿命；(6)电机容量比送风机额定出力大，这部分多余容量不能利用，白白浪费；(7)送风机运行多年，效率下降，造成锅炉氧量不足。为此，决定对送风机控制系统进行改造，利用电机变频调速方法实现送风量控制，达到节能和实现稳定控制目的。2 变频调速原理及方案选择2

3、.1 送风机变频调速原理   交流电机的输出功率为p=Mz·ω，其中Mz为电动机的负载转矩，ω为电动机的旋转角频率。而送风机的负载特性为：Mz=∝Kω2，即：p∝kω3，其中k对于一定的风机而言为一常数。因此，对交流异步电动机实施变频调速，就可改变送风机的转速，从而改变送风量。变频调速的基本原理是根据电机转速与输入频率的比值呈线性关系：                                      n=60f/p(1-s)     r/min   其中，n为电动机转速,f为电动机定子供电频率，p为电动机磁极对数，s为电动机转差率。这样就可通过改变供给电动机电源

4、的频率值达到改变电机转速的目的。 2．2 高压大功率电动机变频调速方案选择   送风机的电动机属于高压大功率电动机，额定参数为：Ue=6000V，P=800kW，必须采用高压变频技术。目前，国际上采用的高压变频方案有3种：Y-△变换、高-低-高变频调速系统及直接高压变频调速系统。前2种方案都采用变压器进行降压措施。Y-△变换系统如图1所示，要求交流异步电动机必须采用三角形连接，虽然能满足电压、电流要求，但对dv／dt和共模电压的承受能力较差；高-低-高变频调速系统如图2所示，该方案虽然可选用价格较低廉的低压变频器，但用降压、升压2台变压器，降低了节能效率，而且变压器需要相

5、应的启停和保护装置，成本有所提高，设备占地面积也会增大：采用直接高压变频调速系统，无须经过其它中间环节，最为直接和方便，是目前高压大功率电机变频调速的最佳方案，其简单原理如图3所示。美国A-B1557型中压变频器(2．3-6．9kV)能满足直接高压变频调速系统要求。其额定参数为：输入电压6000V，输入频率50Hz；输出电压6000V，输出频率0~75Hz；输出功率选用800kW，输出谐波分量<5％。该变频器本身效率在98．5％以上，不会对电网产生谐波干扰影响，没有共模电压，不存在dv／dt问题，对电机无特别要求，不用更换原配套电机。因此，为减少设备数量，降低设备维护费用

6、，提高节能效率，选用A-B1557型中压变频器对该电厂送风机控制进行改造。3．1 送风机变频控制系统   送风机控制系统是锅炉燃烧控制系统一个重要组成部分，一般常采用图4所示的调节回路进行控制。当锅炉燃料量变化时，必须相应地调节送风量，使它与燃料量配合，保证燃烧过程安全、经济地运行。烟气中最佳含氧量是风、煤比配合好坏的一个指标，反映了锅炉燃烧的经济性，送风控制系统中常采用烟气含氧量信号校正送风量以保持一个较好的风煤比。改造前，经执行器伺服放大器放大后的调节信号用于控制送风机挡板以调节风量；改造后，调节信号4-20mA直接送至变频器，对送风机电动机进行变频调速控制，改变送风

7、机的转速以达到改变风量的目的。该系统线性好，可靠性高，调节方便，使送风系统很容易投入自动运行。变频器控制部分主要由电源短路器、接人变压器、变频器装置、输出接触器和三相异步电动机组成，主接线如图5所示。变频器装置由功率变换部分(电网换相式网侧整流器、直流环节电抗器、GTO模块组电机侧逆变器)、保护和监测装置、带控制和联锁装置的开关设备、控制和监视元件和操作显示面板组成。3．2 变频器调节特点   送风控制系统采用中压变频器改造后具有以下特点：(1)采用CSI-PWM技术，适合于任何2．3-6．9kV大功率电动机，无需专门的变频电