高压变频器在新兴铸管股份公司第一炼铁部的应用

高广维 郝培瑞

（新兴铸管股份有限公司第一炼铁部，河北 邯郸 056300)

1 炉前除尘器技术参数

1.1 除尘器参数

1）型号：DFMC7400。

2）处理风量：500000m3/h。

3）过滤面积：7400m2。

4）过滤风速：1.0～1.2m/min。

5）滤袋规格：Φ160×6000mm。

6）布袋数量：2464条。

1.2 风机参数

1）型号：JG6540/5.7kB。

2）风量：428183～540288m3/h。

3）主轴转速：860r/min。

4）电机：YVFKK5603-61100kW 6000V IP54。

1.3 调速要求

第一炼铁部高炉出铁时间40～50min，每天运行约 13h，除尘风机运行模式为：出铁时风量 80%，不出铁时占11h，变频器控制在20Hz，现场出铁场大门与变频器联锁控制。变频器在由任一低档位向高一档位提速时，响应时间小于60s。

1.4 高压变频器调速系统

科林泰克能源技术有限公司研制生产的高压变频装置系列产品为交—直—交电压源型变频调速系统。采用正弦波（SPWM）多重化方法，使变频器输出的电流波形非常接近于理想正弦波波形，同时将先进的智能控制技术与 SPWM 变频调速技术相结合，生成SPWM信号，用来控制高速逆变的开关元件，使交流调速的性能大大提高。

SPWM的调制原理是使变频器输出的电压波形为与正弦波等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲列，可通过改变调制波的频率和幅值来调节逆变器输出电压的频率和幅值。

为了减少输入谐波分量、完美地输出正弦波波形、降低对电网有害的谐波分量、du/dt等，输入变压器为-20°、0°、+20° 18 脉波输出，（理论分析，17 次以下谐波分量是不存在的）变压器接线示意图如图1所示。

图1

经整流逆变后叠加，如图2所示。

图2

以6kV高压变频器为例，每相为三单元叠加。每单元直流电压1800V，最高输出交流电压1275V。

整流逆变功率单元结构电路示意图如图3所示。

图3

输入来自隔离变压器副边互差20°的9个绕组，经二极管全桥整流，电容滤波，SPWM方式控制IGBT逆变输出。单元输出电压波形如图4所示（50Hz）。

图4

叠加后的变频器输出线电压波形（50Hz）如图5所示。

图5

2 按钮操作及液晶视窗控制界面

2.1 外观及面板按钮功能

控制柜门上共有五个按钮，分别为急停、启动、停止和一个“远程/本地”选择开关以及一个三位钥匙（工合/变频/工分）开关。

1）按下“急停”后，则变频装置立即封锁输出，同时切断上级主电源开关和变频器侧各断路器，即变频装置输出频率立即为零，电机及与之相连的机械设备将因无电源驱动而自由停机。此时，主界面中的“封锁○”、“保护○”将变成“封锁·”、“保护·”。

2）在无故障和无封锁的情况下，按下“启动”按钮后，则变频装置在预先设定的加速时间内，从初始启动频率按设定的频率加速曲线加速至设定的运行频率。此时，主界面中的“启○”将变成“启·”。

3）按下“停止”按钮后，变频装置将按设定的频率减速曲线减速停机。此时，主界面中的“停○”将变成“停·”。

4）“远程/本地”选择开关为“远程”时，可通过上位监控机或远程控制器对变频装置进行监视和控制， 此时就地控制柜面板的“启动”和“停止”按钮无效，而“急停”按钮，无论“远程/本地”选择开关处于何种位置，均有效。

2.2 液晶视窗控制界面

图6

以下分别介绍主界面中各个按钮的功能：

1）F1+F8：（表示 F8和 F1按钮同时按下，以下同）系统参数设置按钮。正常情况下，不允许用户进行任何修改（专业人员方可进入）。

2）F2+F8：一般参数修改功能按钮。

3）F3：左移位按钮。

4）F4：右移位按钮。

5）F5：取消按钮（取消当前操作，并返回上一级显示界面）。

6）F6：确认按钮（确认当前操作，并进入下一级显示界面）。

7）F7：上翻页按钮。

8）F8：下翻页按钮。

3 运行效果

3.1 节电效果

出铁时变频器在40Hz高速运行，每天运行13h，不出铁时变频器在20Hz低速运行，每天运行约11h。

工频运行时的输入电流为115A；高速运行时的输入电流为65A，低速运行时的输入电流为9A。

由以上数据可得：

工频时每小时用电量为

6000×115×1.732×0.86×1=1027.7688kW·h

高速运行时的每小时用电量为

6000×65×1.732×0.95=641.706kW·h

高速时的节电率为

（1-641.706÷1027.7688）%=37.56%

低速运行时的每小时用电量为

6000×9×1.732×0.95=88.8516kW·h

低速时的节电率为

（1-88.8516÷1027.7688）%=91.35%

3.2 设备运行得到改善

延长电机和风机的使用寿命，减少了起动电流对电网的冲击， 便于实现除尘控制系统自动化。

4 结论

我部从2008年开始先后在6台除尘设备采用该公司的变频器节能，至今稳定运行3年，为我部的节能环保做出了贡献。

[1]科林泰克电能效率优化系统手册/说明.

[2]科林泰克电能效率优化系统调试报告.

[3]周鹤良主编.电气工程师手册.北京:中国电力出版社,2008.

[4]徐甫荣.高压变频调速技术应用实践.北京:中国电力出版社,2007.