【文章內(nèi)容簡介】 最大風(fēng)速：25M/S極大風(fēng)速： M/S年平均風(fēng)速： M/S3）降雨量：年平均降雨量 毫米，年最大降雨量 1013 毫米，日最大電機(jī)系統(tǒng)變頻節(jié)能改造工程項(xiàng)目可行性研究報告 降雨量 毫米。4）凍土深度：最大凍土深度 570 毫米。 地震烈度根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》 （GB500112022）中的有關(guān)規(guī)定；估算場地土層等效剪切波速 Vse=300m/s，為中硬場地土，場地類別為Ⅰ類場地，特征周期 。建筑場地為對建筑抗震有利地段。場地所屬區(qū)域，按有關(guān)規(guī)定要求應(yīng)按抗震設(shè)防烈度 7 度設(shè)防，設(shè)計基本地震加速度值 ，第 1 組。 廠址選擇（一）選址原則：符合****市總體發(fā)展規(guī)劃；符合企業(yè)總體發(fā)展規(guī)劃及長遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃；建設(shè)規(guī)模符合當(dāng)?shù)刭Y源狀況；水、電、交通等配套條件良好。（二）建設(shè)地點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)位于********有限公司廠區(qū)內(nèi)。綜合分析廠址方案，該項(xiàng)目選址具有以下優(yōu)勢：符合規(guī)劃：本工程廠址位于****市，符合加工區(qū)的規(guī)劃要求，符合當(dāng)?shù)匕l(fā)展規(guī)劃；區(qū)域內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施齊全，生產(chǎn)輔助設(shè)施配套條件好。良好的基礎(chǔ)，可保證項(xiàng)目的順利實(shí)施、有效運(yùn)轉(zhuǎn)；項(xiàng)目的廠址選擇按企業(yè)的實(shí)際情況，做到了統(tǒng)籌兼顧、經(jīng)濟(jì)合理、優(yōu)化配置、節(jié)省資源，據(jù)以上分析項(xiàng)目選址是可行的。電機(jī)系統(tǒng)變頻節(jié)能改造工程項(xiàng)目可行性研究報告 公用設(shè)施及社會依托條件(一)項(xiàng)目區(qū)位置優(yōu)越，交通便利。****市地處黃河三角州腹地，膠東半島與京津唐兩大發(fā)達(dá)地區(qū)的中間地帶，是環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈與黃河三角州經(jīng)濟(jì)帶的結(jié)合部，南臨省會濟(jì)南，北依天津、北京，地理位置十分優(yōu)越，20220國道、濟(jì)青、津汕、威烏高速公路穿境而過，公路交通網(wǎng)絡(luò)四通八達(dá)。(二)能源充足，通訊便捷。全市擁有 110 千伏及以上變電站 16 座，變電總?cè)萘? 億千伏安，輸電線路 公里，配電線路 公里。供電電壓合格率完成 %，其中 A 類達(dá)到 %，配電系統(tǒng)供電可靠率RSRS3 均達(dá)到 %，110 千伏線路全部實(shí)現(xiàn)手拉手、雙電源供電。500 千伏黃河北輸變電工程建成投運(yùn)，為****增加了電源支撐點(diǎn)，提高了電壓質(zhì)量和可靠性。****市通訊網(wǎng)已完全實(shí)現(xiàn)交換程控化、傳輸數(shù)字化、傳輸介質(zhì)已全部實(shí)現(xiàn)光纜傳輸，具有高寬帶傳輸能力，通信網(wǎng)完全可提供數(shù)字、圖像、音頻等各種信息的交換和傳輸，已建成****信息港，通信網(wǎng)是具有世界先進(jìn)水平的信息網(wǎng)絡(luò)平臺，能保證項(xiàng)目區(qū)通訊設(shè)施正常使用。 (三)基礎(chǔ)設(shè)施完善，投資環(huán)境優(yōu)越。****是首批國家級衛(wèi)生城市。西區(qū)行政文化中心建設(shè)已初步完成。 “四環(huán)五海”工程(即:環(huán)城公路、環(huán)城水系、環(huán)城綠化帶、環(huán)城風(fēng)景區(qū)和東、西、南、北、中五座平原水庫),集園林與湖水于一色,融產(chǎn)業(yè)、生態(tài)、文化為一體,規(guī)劃設(shè)計達(dá)到國內(nèi)、國際先電機(jī)系統(tǒng)變頻節(jié)能改造工程項(xiàng)目可行性研究報告 進(jìn)水平,一個生態(tài)園林型現(xiàn)代化中心城市正在崛起。經(jīng)過多年的開發(fā)建設(shè)，****市的基礎(chǔ)設(shè)施日益完善，交通、通訊、給排水、綠化美化等建設(shè)日新月異，城市承載功能顯著增強(qiáng)?，F(xiàn)代通信在全市實(shí)現(xiàn)了無縫覆蓋。不斷完善的基礎(chǔ)設(shè)施為建設(shè)****創(chuàng)造了便利條件。電機(jī)系統(tǒng)變頻節(jié)能改造工程項(xiàng)目可行性研究報告 第五章 改造規(guī)模與產(chǎn)品方案 改造規(guī)模 對糧食深加工生產(chǎn)的設(shè)備進(jìn)行變頻節(jié)能改造改造規(guī)模：對 6KV 高壓電機(jī)設(shè)備進(jìn)行變頻節(jié)能改造（含配套供電線路改造及 DCS 控制系統(tǒng)調(diào)整） 。對上述設(shè)備的傳動控制系統(tǒng)全部更換改造為先進(jìn)可靠的變頻傳動控制系統(tǒng)。在保證設(shè)備連續(xù)、可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，安全穩(wěn)定的同時，大幅度降低電力消耗。 對風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行變頻節(jié)能改造風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)節(jié)能改造規(guī)模為：對糧食深加工生產(chǎn)中的風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)進(jìn)行改造。將上述風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)的傳動控制系統(tǒng)全部更換改造為先進(jìn)可靠的變頻傳動控制系統(tǒng)。在保證設(shè)備連續(xù)、可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，安全穩(wěn)定的同時，大幅度降低電力消耗。 生產(chǎn)方案本項(xiàng)目的實(shí)施，原來的產(chǎn)品方案保持不變，不影響企業(yè)目前的產(chǎn)品工藝和生產(chǎn)規(guī)模。 第六章 生產(chǎn)設(shè)備節(jié)電技改方案 企業(yè)能耗現(xiàn)狀分析目前，********有限公司是一家大型糧食深加工企業(yè)。主要產(chǎn)品 3 大類 32 個品種，年設(shè)計能力為：民用粉 30 萬噸、專用粉70 萬噸、掛面 5 萬噸；僅高壓電機(jī)年耗電量就有 14000 萬千瓦時，是當(dāng)?shù)氐挠秒姶髴?。從現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)看出，需改造的高壓電機(jī)設(shè)備在運(yùn)行中電流波動很大，電機(jī)負(fù)荷實(shí)際使用不高，高次諧波含量很高，瞬流和浪涌大量存在。負(fù)荷率不足，大馬拉小車現(xiàn)象嚴(yán)重，浪費(fèi)大。高次諧波引起變壓器和電機(jī)銅損、鐵損的增加和電機(jī)線圈額外溫升增加，使導(dǎo)體的阻值增大，增加了不必要的損耗，使設(shè)備維修費(fèi)用增加，設(shè)備使用壽命減短。 改造設(shè)備運(yùn)行參數(shù)現(xiàn)有設(shè)備節(jié)電技改主要設(shè)備的運(yùn)行情況介紹表 61序號電機(jī)功率（kW）數(shù)量（臺）序號電機(jī)功率（kW）數(shù)量（臺）1 250 6 10 560 12 280 8 11 570 33 320 8 12 580 14 350 8 13 630 55 380 2 14 780 4 6 400 14 15 800 127 450 4 16 850 38 500 9 17 900 59 550 5合計：98 臺（套）電機(jī) 技術(shù)方案、設(shè)備方案 改造方案分析（1）高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)原理高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)采用先進(jìn)的功率單元串聯(lián)疊波（又稱功率單元多重化結(jié)構(gòu)）方式、空間矢量控制的正弦波 PWM 調(diào)制方法，利用成熟的低壓變頻器技術(shù)和功率器件 IGBT，從原理上保證了系統(tǒng)的可靠性，并使變頻器的輸入輸出波形得到極大改善，在美國該方式變頻器號稱完美無諧波。功率單元和控制系統(tǒng)之間采用光纖通訊，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)弱電間的完全電氣隔離，提高了整個系統(tǒng)的抗干擾能力。電壓疊加原理類同于“電池組疊加”技術(shù)。對于 6kV 系統(tǒng)，每相 6 單元串聯(lián)，每個功率單元輸出交流有效值 Vo 為 577V，相電壓為 3464V，線電壓為 6000V。 圖6－1【電壓疊加形成高壓輸出原理結(jié)構(gòu)】變頻器系統(tǒng)控制原理圖(6kV系列)功 率 單 元單 元 A5隔 離 變 壓 器輸 入 電 源 單 元 A2單 元 1單 元 B單 元 C5單 元 C2單 元單 元 B光 纖 板 (3)AB信 號 板輸 出 電 流 取 樣分 壓 電 阻輸 入 電 壓 信 號輸 入 電 流 信 號 主 控 板PLC信號 平 板 電腦 /操 作界 面現(xiàn) 場 系 統(tǒng)，通訊協(xié)議信號單 元 1單 元 9單 元 單 元 9 10電 動 機(jī)變頻器系統(tǒng)控制原理圖(6kV 系列)功率單元主要由三相橋式整流橋、濾波電容器、IGBT 逆變橋構(gòu)成，同時還包括由功率器件驅(qū)動、保護(hù)、信號采集、光纖通訊等功能組成的控制電路。通過控制 IGBT 的工作狀態(tài)，輸出 PWM 電壓波形。每個功率單元在結(jié)構(gòu)及電氣性能上完全一致，可以互換。 圖 6－2【功率單元電路結(jié)構(gòu)】 圖 6－3【單元輸出 PWM 波形】功率單元具有旁路功能。當(dāng)某個單元發(fā)生熔斷器故障、過熱 和 IGBT 故障而不能繼續(xù)工作時，該單元及其另外兩相相應(yīng)位置上的單元將自動旁路，此時 L+、L、R+、R封鎖輸出，接觸器 k 導(dǎo)通，以保證變頻器連續(xù)工作，并發(fā)出旁路告警。單元旁路時，變頻器因運(yùn)行單元數(shù)量減少，額定輸出電壓能力將降低，但當(dāng)變頻器本身運(yùn)行頻率較低，如 6kV 系列運(yùn)行頻率低于 40Hz，10kV 系列運(yùn)行頻率低于 時，變頻器將自動提高工作單元的輸出電壓，而保證變頻器輸出性能不變，實(shí)現(xiàn)無擾動自動旁路。（2）高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)變頻器的主要優(yōu)勢及特點(diǎn)1）該裝置由移相變壓器、功率單元和控制器組成。移相變壓器副邊繞組分為三相，18 個功率單元，每相由 6 個功率單元串聯(lián)構(gòu)成，每個單元的主回路相對獨(dú)立，可等效為一臺單相低壓變頻器，便于采用現(xiàn)有的成熟技術(shù)。2） 每個功率單元電路為基本的交直交單相逆變電路，整流側(cè)為二極管三相全橋，構(gòu)成 36 脈沖整流方式，通過對 IGBT 逆變橋進(jìn)行正弦 PWM 控制，得到每個單元的輸出。然后將每相 6 個單元的輸出串聯(lián)成星形接法，通過對每個單元的 PWM 波形進(jìn)行重組，得到階梯正弦 PWM 波形。這種波形正弦度好，dv/dt 小，諧波分量少于國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。 3）電動機(jī)實(shí)現(xiàn)了真正的軟啟動、軟停運(yùn)，變頻器提供給電機(jī)的無諧波干擾的正弦波電流，峰值電流和峰值時間大為減少，可消除對電網(wǎng)和負(fù)載的沖擊，避免產(chǎn)生操作過電壓而損傷電機(jī)絕緣，延長了電動機(jī)和風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)的使用壽命。同時，變頻器設(shè)置共振點(diǎn)跳轉(zhuǎn)頻率，避免了風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)處于共振點(diǎn)運(yùn)行的可能性，使風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)工作平穩(wěn)，軸承磨損減少，啟動平滑，消除了機(jī)械的沖擊力，提高了設(shè)備的使用壽命。 4）變頻器自身保護(hù)功能完善，同原來繼電保護(hù)比較，保護(hù)功能更多，更靈敏，瞬間過流保護(hù)(超過 200%額定電流峰值)10μs,動作有效過流保護(hù)(150%額定電流)3s 動作，過載保護(hù)(120%額定電流)1min 動作，大大加強(qiáng)了對電動機(jī)的保護(hù)。5）調(diào)速工段內(nèi)的設(shè)備調(diào)節(jié)和優(yōu)化控制由機(jī)組 DCS 完成，DCS負(fù)責(zé)采集模擬量、開關(guān)量等信號，變頻器輸出的模擬量、開關(guān)量信號全部進(jìn)入 DCS 系統(tǒng)，形成閉環(huán)控制，同時實(shí)現(xiàn)相關(guān)輔機(jī)聯(lián)鎖功能等。 變頻調(diào)速節(jié)能原理根據(jù)風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)運(yùn)行特性以及從流體力學(xué)的原理知，使用感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動的壓縮機(jī)和使用感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動的風(fēng)機(jī)軸功率 P 與流量 Q，壓力 H 的關(guān)系為： HQP??當(dāng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速由 n1 變化到 n2 時, Q、 H、 P 與轉(zhuǎn)速的關(guān)系如下: (1)122n?? (2)??????H= (3)2p132可見流量 Q 和電機(jī)的轉(zhuǎn)速 n 是成正比關(guān)系的，而所需的軸功率 P 與轉(zhuǎn)速的立方成正比關(guān)系。所以當(dāng)需要 80％的額定流量時，通過調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速的 80％，即調(diào)節(jié)頻率到 40 赫茲即可，這時所需功率將僅為原來的 ％。如下圖所示，從運(yùn)行風(fēng)機(jī)曲線圖來分析采用變頻調(diào)速后的節(jié)能效果。 圖 3－1 風(fēng)機(jī)的運(yùn)行曲線當(dāng)所需流量從 Q1 減小到 Q2 時，如果采用非變頻的辦法，管網(wǎng)阻力將會增加，管網(wǎng)特性曲線上移，系統(tǒng)的運(yùn)行工況點(diǎn)從 A 點(diǎn)變到新的運(yùn)行工況點(diǎn) B 點(diǎn)運(yùn)行，所需軸功率 P2 與面積 H2Q2 成正比；如果采用調(diào)速控制方式，風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速由 n1 下降到n2，其管網(wǎng)特性并不發(fā)生改變，但風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)的特性曲線將下移，因此其運(yùn)行工況點(diǎn)由 A 點(diǎn)移至