高压“一拖二”变频软启动系统应用浅析.doc

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1、高压“一拖二”变频软启动系统应用浅析【摘要】介绍了高压“一拖二”变频软启动系统的组成及工作原理,对变频器的性能进行了分析研究，通过现场实际应用展槊了此技术的发展方向。【关键词】高压变频软启动；一拖二变频器；励磁装置引言鞍钢炼铁总厂新烧分厂2#烧结机于1989年投产，主抽风机风量为23000in3/min,配电机为7600kW。在实际运彳亍过程屮，由于主抽风机配电机功率偏小，启动困难，且电机经常过载，影响烧结生产的稳定运行。特别是近几年，因电动机老化，原有引进的模拟系统启动装置不稳定，发生电动机启动

2、不了，甚至烧毁现象。本项目为现有风机主电机和变频装置更新改造，在原有土建基础不动的前提下更换主电机为8000kW和一套电压型变频软起装置。1、系统概述鞍钢烧结风机同步电机高压变频软启动系统技术方案是采用高压一套“一拖二”变频软启动系统，用以解决电机直接启动对电网和风机造成巨人冲击的问题。同时，该系统通过内置同步切换装置，在电机与电网频率和相位同步后，自动将电机平滑无冲击地切换到电网运行。变频器（软启动）采用一拖二方式；电动机润滑站及温度检测等在控制系统中统一考虑•风门关闭不严10%开度情况下能够满

3、足正常启动。2、主传动电气控制方案对于此烧结变频软启系统，西门子提供完美无谐波系列变频器，其采用多电平串联技术，36脉冲整流电压源设计，确保电网侧的谐波满足GB的标准，由于是电压源设计，确保整个启动过程中电网的功率因数保持不变，变频器选型具有足够的裕量，适合大惯量烧结风机的启动，该系列变频器在鞍钢有着良好和广泛的应用业绩，由于内置的同步传输功能更适合大型同步机及异步机的启动应用。2.1变频软启动系统组成及工作原理高压变频软启动系统由高压变频器、升压变压器、同步电机（包括励磁装置）和高压开关筹设备组

4、成。高压变频软启动系统的基本工作原理以SM#1为例说明如下：（1）确保#1风机重载启动；（2）合开关MBC#1和开关MBM#1,变频器驱动SM#1电机开始工作，其输出频率从OHz逐步升到50Hz（时间可设定），同时，变频器的输出电压（升压变压器后）对应的从0V升到10KV,SM#1电机开始在额定转速下运行；（3）变频器检测电网电压的频率、相位和幅值，并调整其输出电压逐步达到和输入电网电压同频同相；（4）变频器确认输出电压和电网电压同频同相并锁相后合开关MBL#1——由于这时电机的频率和相位与电网一

5、致，切换过程对电网没有任何冲击；（5）切换过程中电机由变频器和电网共同供电，变频器逐步将电机的负载由变频器转移到电网，最后变频器断开开关MBMftl；（6）最终电机SM#1负载由电网承担，启动过程完毕。高压变频软启动系统中的高压变频器采用西门子完美无谐波系列(Perfect.IIarmony)高压变频器。该系列高压变频器采用若干个低压PWM变频功率单元串联的方式实现直接高压输岀，具有对电网谐波污染极小，输入功率因数高，输出波形质量好，不存在谐波引起的电机附加发热、转矩脉动、噪音、dv/dt及共模电

6、压等问题的特性。变频器的功率单元为模块化设计，可以从机架上抽出，移动和更换，所有单元可以互换，更换单元不须专用工具，更换一个单元的时间一般小于10分钟。逆变器侧采用高开关频率的IGBT器件，保证良好的输岀波形。输入侧的隔离变压器能保护电机不受共模电压的影响。整个变频系统采用空冷，带有防护滤网。变频装置有过电压，过电流，欠电压，缺相，变频器过载，变频器过热，电机过载，输出接地，输出短路等保护功能。变频装置有隔离变压器的各种保护。变频器带转速跟踪再起动功能。变频器为高-高结构，10kV直接输入和7・2

7、kV输出，输出为单元串联移相式PWM方式，输出相电压为13电平，线电压为25电平。系统一体化设计，包括输入干式隔离变压器,变频器等所有部件及内部连线，用户只须连接高压输入、高压输出、低压控制电源和控制信号线即可。36脉冲整流输入满足并优于IEEE519-1992及GB/T14519-93标准对电压失真和电流失真小于等于3%。由于是电压源设计，因此在30-100%的负载变化情况内达到或超过0.95的功率因数(无需功率因数补偿装置)。无需滤波器变频器就可输出正弦输出电流和电压波形，对电机没有特殊的要求

8、，可以使用普通异步电机，电机不必降额使用。具有软起动功能，没有电机启动冲击引起的电网电压下跌，可确保电机安全、长期运行。变频装置输出波形不会引起电机的谐振，转矩脉动小于0.1%,变频器有共振点频率跳跃功能。变频装置对输出电缆长度无任何要求，电机不会受到共模电压和dv/dt的影响。变频器可在输出不带电机的情况下进行空载调试，也可在没有高压情况下用低压电进行空载调试。控制采用无速度传感器矢量控制，起动转矩可达100%。变频器对电网电压波动有极强的适应能力，在±10%范围内变频器能满载工