【文章內(nèi)容簡介】 的生產(chǎn)工藝，頻繁的故障給用戶造成巨大經(jīng)濟損失， 考慮到整個變頻系統(tǒng) 當前 實際運行情況， 云南易門大 椿樹水泥有限責任公司 決定對 原 變頻系統(tǒng) 進行改造，以滿足將來的生產(chǎn)需求。 原 排 風機高壓變頻系統(tǒng) 原 高壓變頻器裝置包括：主要設備為 旁路柜、移相變壓器柜、 功率單元 柜 、 控制柜等設備。變頻控制為一拖一手動 工頻旁路方案。變頻調(diào)速系統(tǒng)接于 10kV 電壓等級的主動力電源系統(tǒng)，用于電動機的變頻調(diào)速。 10KV母線輸出真空斷路器及 10KV高壓電動機為原有設備。 原 設計方案如下： 云 南易門大椿樹水泥有限責任公司 排 風機高壓變頻改造 技術及施工方案 深圳市庫馬克新技術股份有限公司 領先能效自動化專業(yè)設備與服務提供商 第 5 頁 服務熱線： 4006192020 網(wǎng)址： . 原系統(tǒng) 由 3個高壓隔離開關 QS4 QS42 和 QS43 和高壓開關 QF、電動機 M組成（ 如圖 ）。 QS42 和 QS43 之間存在機械互鎖邏輯，不能同時閉合。變頻運 行時， QS43 斷開，QS41 和 QS42 閉合；工頻運行時， QS41 和 QS42 斷開， QS43 閉合。高壓開關 QF、電動機M為現(xiàn)場原有設備。 圖 原變頻系統(tǒng)控制圖 云 南易門大椿樹水泥有限責任公司 排 風機高壓變頻改造 技術及施工方案 深圳市庫馬克新技術股份有限公司 領先能效自動化專業(yè)設備與服務提供商 第 6 頁 服務熱線： 4006192020 網(wǎng)址： . 2 技改 技術方案 改造 方案說明 本次電氣技術改造 主要涉及以下幾方面：系統(tǒng)主回路控制方案、高壓變頻器配置參數(shù)、變頻器系統(tǒng)控制方案、散熱方案。 根據(jù) 原 系統(tǒng) 當前 實際運行情況， 結合我公司多年來在類似工程改造項目上的經(jīng)驗，我公司建議拆除原高壓變頻系統(tǒng)，推薦更換我公司生產(chǎn)的具有自主品牌的 ES9000 系列高壓變頻節(jié)能寶。 主回路技術方案 系統(tǒng)主回路采用一拖一手動旁 路工作方式，高壓 變頻裝置主回路圖如 ： 圖 一拖一變頻調(diào)速自動旁路方案圖 云 南易門大椿樹水泥有限責任公司 排 風機高壓變頻改造 技術及施工方案 深圳市庫馬克新技術股份有限公司 領先能效自動化專業(yè)設備與服務提供商 第 7 頁 服務熱線： 4006192020 網(wǎng)址： . 方案描述：高壓斷路器 QF 與電機 M為原設備。 10kV 電源經(jīng) 斷路器 QF 至 變頻裝置刀閘 QS1,再 到高壓變頻 調(diào)速 裝置 系統(tǒng) ，變頻裝置輸出經(jīng)刀閘 QF2 送至電動機。一旦變頻裝置出現(xiàn)故障，即可馬上斷開輸入側(cè) 10kV 開關及刀閘 QF1，將變頻裝置隔離，切換刀閘QF2 至工頻側(cè)。刀閘 QF QF2之間具有閉鎖和防止誤操作功能。 當任一回路出現(xiàn)問題需要維護處理時，可以斷開相應回路隔離開關，形成明顯隔離斷點，便于人工檢修。 改造方案高壓變頻 選擇 技改 項目 設備排 風機參數(shù) 為 1600KW/10KV， 為不破壞原排 風機系統(tǒng)工作方式，改造后，新 變頻系統(tǒng) 仍 采用一拖一 手動 旁路控制模式 。本方案經(jīng)濟性好、技術可靠、維護成本低。 對于高壓變頻器的選型， 選用我公司生產(chǎn)的具有國際先進水平、高可靠性、高性能 ES9000 系列變頻節(jié)能寶。 ES9000 高壓變頻節(jié)能寶產(chǎn)品具有 磁通優(yōu)化功能 、比普通高壓變頻器更節(jié)能， ES9000 高壓變頻節(jié)能寶能根據(jù)負載的變化及電機的性能、在拖動電機運行時、自動對電機拖動系統(tǒng)進行磁通優(yōu)化、可將包括電機和變頻器在內(nèi)的電機拖動系統(tǒng)的效率提高 110%，使用戶獲得 更多的節(jié)能效益。 高壓變頻器技術參數(shù) 序號 規(guī) 范 參 數(shù) 備 注 1 使用標準 Q/CP BLH0032020 2 型式及型號 ES9000A202010K 適配 1600KW/10KV 電機 3 供貨商及產(chǎn)地 CMK 4 安裝地點 室內(nèi) 5 技術方案 多級模塊串聯(lián)，交直交、高高方式 6 對電動機要求 普通鼠籠式異步電機 7 額定輸入電壓 /允許變化范圍 10kV177。10% 8 變壓器調(diào)壓范圍 ＋ 5% 9 系統(tǒng)輸出電壓 0～ 10kV 10 系統(tǒng)輸出電流 115A 云 南易門大椿樹水泥有限責任公司 排 風機高壓變頻改造 技術及施工方案 深圳市庫馬克新技術股份有限公司 領先能效自動化專業(yè)設備與服務提供商 第 8 頁 服務熱線： 4006192020 網(wǎng)址： . 序號 規(guī) 范 參 數(shù) 備 注 11 逆變側(cè)最高輸出電壓 10kV 12 額定容量 2020 kVA 13 額定輸入頻率 /允許變化范圍 50Hz177。10% 14 對電網(wǎng)電壓波動的敏感性 35%～ +15% 15 輸入側(cè)功率因數(shù) ＞ （＞ 20%負載） 16 變頻器效率 ＞ 17 控制方式 多級正弦 PWM 控制 18 控制電源 一路 AC 220V 容量不小于 3KVA， 用戶可選配 UPS，供變頻器控制系統(tǒng)使用。 用戶提供 (每套 ) AC380V/10kVA，三相四線，供變頻器冷卻風機使用 。 19 電網(wǎng)側(cè)變換器型式及元件 48 脈沖，二極管三相全橋 20 電機側(cè)逆變器型式及元件 IGBT 逆變橋 串連 21 電隔離部分是否采用光纖電纜 采用安捷倫 光纖 連接 22 冷卻方式 強迫風冷 23 標準控制連接 硬連接 24 過程控制方式 開環(huán) 25 操作界面 中文人機界面 26 變頻裝置外形尺寸 (長深高 ) 5300*1300*2520 含旁路柜 27 變頻裝置重量 9000kg 28 防護等級 IP30 29 柜體擺放方式 并列安裝（變頻器與旁路柜） 30 柜體顏色 31 進出線方式 下進 下 出 云 南易門大椿樹水泥有限責任公司 排 風機高壓變頻改造 技術及施工方案 深圳市庫馬克新技術股份有限公司 領先能效自動化專業(yè)設備與服務提供商 第 9 頁 服務熱線： 4006192020 網(wǎng)址： . 電氣 設備改造 方案的 選擇 更換功率單元柜、控制柜方案 原排 風機高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)中，產(chǎn)生故障比較頻繁的器件為功率單元與電路板，因此，可在保留原旁路柜、移相變壓器柜的基礎上對變頻系統(tǒng)進行改造。此改造方式為拆除原高壓變頻系統(tǒng)功率單元柜與控制柜，更換新的功率單元柜與控制柜。由于此方式需要拆除原系統(tǒng)移相變壓器至功率單元的所有動力電纜，施工量大 ， 投資改造工期長， 需根據(jù)原旁路柜與變壓器柜系統(tǒng)接口定義重新設置軟件參數(shù)， 且為日 后的新設備與舊設備之間產(chǎn)生的質(zhì)保與維護帶來不便 。 設備整體全新更換方案 原高壓變頻系統(tǒng)整體拆除，更換我公司 高壓變頻裝置 ES9000 系列高壓 變頻器 ， 包含旁路柜、移相變壓器柜、 功率單元 柜 、 控制柜 。 此方案整體將原系統(tǒng)更換為我公司高壓變頻系統(tǒng)，設計施工簡便、維護成本低，投資工期短，我公司建議采用設備整體更新方案作為此次改造電氣技術方案。 高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)選型 高壓大功率變頻調(diào)速系統(tǒng)具有技術含量高、開發(fā)難度大、研發(fā)費用高的特點，它應用在生產(chǎn)的重要部位，一旦出現(xiàn)質(zhì)量事故，將會給用戶帶來比節(jié)能還要昂貴的損失，甚至嚴重的后果。使得用戶對產(chǎn)品的品質(zhì)和可靠性要求相當嚴 格。 深圳庫馬克新技術股份有限公司從企業(yè)的長遠利益著想，為了保證產(chǎn)品品質(zhì)，對用戶高度負責，采用我公司自主生產(chǎn)的高科技節(jié)能改造產(chǎn)品 ES9000 系列高壓變頻系統(tǒng)，對高壓電機進行改造。在保證用戶用電安全和不影響用戶用電水平的前提下，提升電能使用效率，優(yōu)化電力品質(zhì)，從而達到節(jié)約電費成本，保護用電設備的目的。該系統(tǒng)應用在國內(nèi)各個行業(yè)多種復雜工況，截止目前已經(jīng)有幾百套的運行案例，其產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性遙遙領先于同行業(yè)。 根據(jù)設備負荷情況，依據(jù)電機的額定電壓與額定電流，結合我司以往眾多電廠高壓變頻節(jié)能改造的經(jīng)驗， 該方案中、高壓變頻器選用我公司生產(chǎn)的 ES9000 系列高性能高壓變頻器 ，因此次改造設備均為平方轉(zhuǎn)矩負載，根據(jù)國標要求的輕載設備的選型原則（即變頻器額定電流≥電機額定電流，變頻器額定功率≥電機額定功率，電壓等級一致），我們的選型如下： 云 南易門大椿樹水泥有限責任公司 排 風機高壓變頻改造 技術及施工方案 深圳市庫馬克新技術股份有限公司 領先能效自動化專業(yè)設備與服務提供商 第 10 頁 服務熱線： 4006192020 網(wǎng)址： . 改造系統(tǒng)引 風機變頻器的選型 序號 設備名稱 工序名稱 電機功率(KW) 額定電壓(KV) 額定電流(A) 變頻器選型 單位 數(shù)量 控制方式 1 排 風機 水泥燒結 1600 10 ES9000A202010K 套 1 一拖一 手動旁路 ES9000 高壓變頻裝置 ES9000系列高壓變頻節(jié)能寶采用多單元串聯(lián)結構，主回路主要由多繞組供電變壓器和數(shù)個逆變單元構成。多繞組供電變壓器為每個逆變單元單獨供電，并實現(xiàn)單元之間的供電電源隔離和與電網(wǎng)之間的隔離。逆變單元是核心功率部件，其開關器件為 IGBT。 典型的主回路結構如圖 所示。 輸入側(cè)移相變壓器供電原理 ES9000 高壓變頻節(jié)能寶的輸入側(cè)配置有多繞組隔離變壓器，變壓器的副邊有多個相互隔離的三相繞組，每三個三相繞組組成一個同相位組，向三個單元獨立供電，形成 6脈沖整流輸入。 10KV等級的 ES9000 有 8個同相位組， 8個同相位組構成 48 脈沖輸入。 云 南易門大椿樹水泥有限責任公司 排 風機高壓變頻改造 技術及施工方案 深圳市庫馬克新技術股份有限公司 領先能效自動化專業(yè)設備與服務提供商 第 11 頁 服務熱線： 4006192020 網(wǎng)址： . 散熱設計 方案 高壓變頻調(diào)速統(tǒng)采用移相隔離變壓器和大功率高頻電力電子元件，其發(fā)熱量較大，系統(tǒng)效率約 97%、約 4%的功率以發(fā)熱形式消耗；同時運行環(huán)境的溫度影響系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性及功率元件的使用壽命，因此為了使變頻器能長期穩(wěn)定和可靠地運行，對變頻器的安裝環(huán)境溫度要求很嚴格： 5℃ 至 +45℃ ，溫度變化應不大于 5K/h 。 針對現(xiàn)場不同的環(huán)境 工況 ， 當前國內(nèi)高壓變頻系統(tǒng)主要有一下幾種散熱方式：風道散熱、空調(diào)散熱、空 水冷 卻器散熱等冷卻方式。 風道散熱方式 ： 主要針對于現(xiàn)場環(huán)境清潔、空氣中灰塵 少、并且環(huán)境溫度能夠滿足設備運行溫度要求的可采用風道散熱設計 。 如果變頻器柜頂風機距出風口較近（小于 米，中間無轉(zhuǎn)折），出風口可不加裝輔助排風機；如果出風口的現(xiàn)場施工存在不便，風道需有轉(zhuǎn)折，則可以考慮加裝風機強迫排風，排風機的排風量必須不小于變頻器柜頂風機的排風量。 注意事項：進風口面積必須足夠大，防止室內(nèi)形成負壓，產(chǎn)生高海拔效應，人為的降低設備系統(tǒng)容量。進風口必須加裝方便拆卸的防塵濾網(wǎng)，防塵濾網(wǎng)必須定期更換、沖洗。 風道材料：采用噴漆的冷軋鋼板、白鐵皮或者不銹鋼。 進風口的下邊沿一般在墻壁距地面 ~ 處。 風道散熱的優(yōu)缺點 ：成本低，可靠性高，散熱效果良好 ，可靠性高；不能使用于現(xiàn)場比較臟，灰塵比較大的環(huán)境。 主要用于電機功率比較小的系統(tǒng)。 變頻室 進風口的面積需要根據(jù)系統(tǒng)的具體情況進行確定，并且風口應設置空氣過濾網(wǎng)，過濾網(wǎng)的網(wǎng)孔不得大于 55mm 。系統(tǒng)的通風量 Qf，假定進風口的風速 V 不超過3 m/s，由 Qf =SV 可知，進風口的面積 S≈Qf /V。 根據(jù)風冷系統(tǒng)的散熱原理， △Q=△tQf Cpρ, 其中： △Q：系統(tǒng)總的損耗功率 △t：空氣 進口 與出口的溫差； Qf：總的通風量 云 南易門大椿樹水泥有限責任公司 排 風機高壓變頻改造 技術及施工方案 深圳市庫馬克新技術股份有限公司 領先能效自動化專業(yè)設備與服務提供商 第 12 頁 服務熱