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　　1、引言

　　山東齊發(fā)藥業(yè)為山東齊魯制藥廠下屬企業(yè)，設(shè)計(jì)有壓力東站和壓力西站相互配合向發(fā)酵罐送風(fēng)。其中壓力東站有四臺(tái)2800KW/10KV電機(jī)分別拖動(dòng)四臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)，四臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別是水電阻降壓?jiǎn)?dòng)，啟動(dòng)電流很大，啟動(dòng)電流是額定電流的3—5倍，對(duì)電廠高壓開(kāi)關(guān)裝置 是一個(gè)很大的沖擊，不能達(dá)到安全供電的要求。其中有一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)口閥門(mén)來(lái)調(diào)節(jié)空氣壓力滿(mǎn)足工藝要求，大量電能在閥門(mén)上白白浪費(fèi)。

　　為了改善系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和節(jié)能降耗的目的，山東齊發(fā)藥業(yè)經(jīng)多方調(diào)研考察，認(rèn)為風(fēng)光JD—BP38型高壓大功率變頻器為直接高—高，電壓源型變頻器，采用功率單元串聯(lián)方式，諧波小，功率因數(shù)高，特別在工變頻轉(zhuǎn)換過(guò)程采用相位調(diào)整法控制切換電流，使切換電流所帶來(lái)的沖擊小于額定電流，在雙方技術(shù)人員的努力配合下，共同制定了西站風(fēng)機(jī)的變頻控制方案。

　　2、齊發(fā)藥業(yè)西站設(shè)備介紹

　　根據(jù)山東齊發(fā)藥業(yè)有限公司的意見(jiàn)，決定將西站1#、2#、3#、4#四臺(tái)機(jī)組采用變頻調(diào)速改造，采用一拖四的方案。即高壓變頻器拖動(dòng)四臺(tái)機(jī)組的任何一臺(tái)，當(dāng)運(yùn)行頻率達(dá)到50HZ，然后變頻器將其切換到網(wǎng)電工頻運(yùn)行;然后再拖動(dòng)另一臺(tái)，當(dāng)運(yùn)行頻率達(dá)到50HZ，變頻器再把其切換到網(wǎng)電工頻運(yùn)行;最后變頻器拖動(dòng)第三臺(tái)變頻運(yùn)行，通過(guò)調(diào)節(jié)頻率來(lái)調(diào)整空氣壓力滿(mǎn)足工藝要求。第四臺(tái)機(jī)組作為備用，當(dāng)其它三臺(tái)機(jī)組有一臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)，把變頻器拖動(dòng)的機(jī)組切換到網(wǎng)電工頻運(yùn)行，變頻器拖動(dòng)第四大臺(tái)變頻運(yùn)行。四臺(tái)機(jī)組同型號(hào)同功率。其主要參數(shù)如下：

　　(1)電動(dòng)機(jī)

　　型號(hào)：Y710—2

　　額定電流：196A

　　額定電壓：10KV

　　額定轉(zhuǎn)速：2987r/min

　　額定頻率：50HZ

　　功率因數(shù)：0.86

　　(2)加速器

　　型號(hào)：CYD—350—2800/203

　　主軸轉(zhuǎn)速：2950r/min

　　速比：1：2.035

　　從動(dòng)轉(zhuǎn)速6005r/min

　　(3)鼓風(fēng)機(jī)

　　型號(hào)：DJK800—250/97

　　入口壓力：97KP

　　排氣壓力：250KP

　　入口流量：800m3/min

　　工作轉(zhuǎn)速：6650r/min

　　電機(jī)功率：2800KW

　　3、風(fēng)光牌JD—BP-2800F高壓變頻器功能介紹

　　(1)主要指標(biāo)

　　額定輸入電壓：10KV(-20%—+15%)

　　額定輸出電流：202A

　　輸入頻率：45—55HZ

　　輸入方式：36脈沖二極管全波整流輸入

　　輸出方式：每相13單元 載波移相 正弦波脈寬調(diào)制輸出

　　輸入功率因數(shù) 大于0.96(額定負(fù)載)

　　效率(含變壓器) 不小于96%(額定負(fù)載)

　　輸出頻率：0—60HZ 0—100%連續(xù)可調(diào)

　　頻率分辨率：0.01HZ

　　過(guò)載能力 〈105%長(zhǎng)期運(yùn)行 120%—150%一分鐘保護(hù) 〉150%立即保護(hù)

　　控制電源 雙路供電 220VAC 10KVA

　　(2)JD—BP38—2800F高壓變頻器主要技術(shù)性能

　　①高—高電壓源型變頻器，直接10KV輸入，直接10KV輸出，無(wú)須任何輸出變壓器或?yàn)V波器，適配于高壓電動(dòng)機(jī)，對(duì)電機(jī)、電纜絕緣無(wú)損害。

　　②輸入功率因數(shù)高，電流諧波小，無(wú)須功率因數(shù)補(bǔ)償、諧波抑制裝置。

　　③輸出階梯正弦PWM波形。

　　④高壓主回路與控制器之間為光纖連接，強(qiáng)弱電隔離安全可靠。

　　⑤完善的故障檢測(cè)，精確的故障保護(hù)及準(zhǔn)確的定位顯示和報(bào)警。

　　⑥內(nèi)置PLC，易于改變控制邏輯關(guān)系，可靈活選擇現(xiàn)場(chǎng)控制/遠(yuǎn)程控制，適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)多變要求。

　　⑦采用載波移相控制技術(shù)，大大抑制了輸出電壓的諧波成分，保證輸出波形是完美正弦波。

　　⑧采用準(zhǔn)優(yōu)化SPWM調(diào)制技術(shù)，電壓利用率高。

　　⑨采用數(shù)字微處理控制器，具有就地監(jiān)控方式和遠(yuǎn)程監(jiān)控方式，在就地監(jiān)控方式下，通過(guò)觸摸屏鍵盤(pán)和其顯示，可進(jìn)行就地啟動(dòng)、停止變頻器，可以調(diào)整頻率，控制部分采用全中文操作界面，彩色液晶觸摸屏，各種功能參數(shù)設(shè)定均采用中文，遠(yuǎn)方監(jiān)控方式為在控制室配上位機(jī)進(jìn)行變頻器的控制，與現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏相互冗余。

　　(3)變頻器系統(tǒng)介紹

　　系統(tǒng)由移相變壓器、功率單元和控制器組成。其結(jié)構(gòu)如圖所示：

　　每相采用低壓功率單元串接組成，功率單元由一個(gè)繞組的隔離移相變壓器供電，每相由低壓疊加而產(chǎn)生所需要的高壓輸出，以高速微處理器實(shí)現(xiàn)控制和子微處理器進(jìn)行通信，風(fēng)光JD-BP38-2800F高壓變頻器，變壓器有39組副邊繞組，分為13個(gè)功率單元/相，三相共39個(gè)單元，采用36脈沖整流，每個(gè)功率單元結(jié)構(gòu)上完全一致，可以互換，輸入輸出諧波均能滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，GB/T14549-93對(duì)電壓和電流失真的要求，對(duì)電網(wǎng)污染小，輸入電流諧波小于4%，噪音低，溫升低，不會(huì)引起電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，對(duì)電機(jī)沒(méi)有特殊要求。

　　4、系統(tǒng)控制方案

　　(1)一拖四電氣系統(tǒng)主回路接線(xiàn)圖如下：

　　QF：變頻器高壓斷路器

　　1QF1、2QF1、3QF1、4QF1：原工頻高壓斷路器

　　K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9：隔離開(kāi)關(guān)

　　KM1、KM2、KM3、KM4：變頻器輸出真空接觸器

　　1QF2、2QF2、3QF2、4QF2：原水阻起動(dòng)柜檢修斷路器

　　1QS、2QS、3QS、4QS：原水阻起動(dòng)柜隔離開(kāi)關(guān)

　　1SR、2SR、3SR、4SR：原水電阻

　　PT1、PT2：高壓互感器

　　其中KM1、KM2、KM3、KM4相互互鎖，K2、K4、K6、K8相互互鎖，KM1與1QF1互鎖，KM2與2QF1互鎖，KM3與3QF1互鎖，KM4與4QF1互鎖。

　　(2)工變頻轉(zhuǎn)換過(guò)程，(以轉(zhuǎn)換M1電動(dòng)機(jī)為例)變頻器送上控制電源，把K1K2K3合上，合上星點(diǎn)1QF2，從高配室把QF閉合，1QF1儲(chǔ)能處在合閘狀態(tài)，這時(shí)KM1閉合，變頻器處于就緒狀態(tài)，可以開(kāi)機(jī)運(yùn)行，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)可以選擇就地或是上位機(jī)開(kāi)機(jī)，變頻器開(kāi)機(jī)后按設(shè)定上升時(shí)間上升到50HZ，同時(shí)給出轉(zhuǎn)工頻信號(hào)，提示現(xiàn)場(chǎng)工作人員可以切換到工頻，如果操作人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)狀況判斷可以切換，則按“轉(zhuǎn)工頻”按鈕，系統(tǒng)將自動(dòng)斷開(kāi)KM1,合上1QF1的合閘線(xiàn)圈，轉(zhuǎn)工頻完成，變頻器自動(dòng)停下來(lái)。變頻器通過(guò)PT1、PT2來(lái)檢測(cè)變頻器的相位和工頻相位，通過(guò)調(diào)整變頻器的輸出相位，使其輸出相位與工頻相位一致。

　　5、變頻器運(yùn)行情況

　　2006年12月，山東齊發(fā)藥業(yè)有限公司與山東新風(fēng)光電子簽定了一套一拖四高壓變頻器，于2007年3月完成了變頻器系統(tǒng)的安裝調(diào)試工作，于2007年4月正式投入運(yùn)行，高壓變頻器與原系統(tǒng)相比較，主要有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　(1)運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠。從變頻器順序投入運(yùn)行半年以來(lái)，對(duì)變頻器功率單元溫升、輸入變壓器溫升、輸出電壓、輸出電流等各項(xiàng)參數(shù)通過(guò)定期巡檢，均正常。變頻器運(yùn)行十分穩(wěn)定，為藥業(yè)生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的保證。

　　(2)電機(jī)及機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)，各項(xiàng)指標(biāo)滿(mǎn)足工藝要求，在整個(gè)運(yùn)行范圍內(nèi)電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，溫升、振動(dòng)正常，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)噪音和啟動(dòng)電流在額定電流以?xún)?nèi)，保護(hù)了電廠高壓開(kāi)關(guān)，延長(zhǎng)了高壓開(kāi)關(guān)的使用壽命。

　　(3)工變頻轉(zhuǎn)換無(wú)沖擊。變頻器拖動(dòng)一臺(tái)電機(jī)運(yùn)行到50HZ時(shí)，轉(zhuǎn)換到工頻運(yùn)行，在切換過(guò)程中，切換電流與正常運(yùn)行電機(jī)電流幾乎一樣，對(duì)電網(wǎng)的沖擊大大減小，提高了系統(tǒng)的安全性，也提高了電機(jī)的使用壽命。

　　(4)節(jié)能效果顯著，大大降低了電耗。為了對(duì)系統(tǒng)變頻改造后的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，在系統(tǒng)投入正常運(yùn)行后對(duì)設(shè)備實(shí)際使用和節(jié)電情況進(jìn)行了測(cè)定和數(shù)據(jù)分析，變頻改造前后工況相同，隨機(jī)抽取一個(gè)正常工作日，將系統(tǒng)切換工頻運(yùn)行，采用閥門(mén)調(diào)節(jié)風(fēng)量，網(wǎng)側(cè)計(jì)量耗電量，然后將系統(tǒng)切換變頻運(yùn)行，計(jì)量耗電量，具體數(shù)據(jù)如下表：

　　通過(guò)上表可以看出，系統(tǒng)改種過(guò)前后節(jié)電量每天6100KWH，節(jié)能交果顯著。

　　6、結(jié)束語(yǔ)

　　總之，山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展公司生產(chǎn)的JD-BP38-2800F高壓變頻器在藥業(yè)西站風(fēng)機(jī)改造是成功的，減小了原系統(tǒng)的沖擊電流，達(dá)致函安全供電的要求，并且節(jié)能效果顯著，使用表明JD-BP38系列高壓大功率變頻器具有巨大的推廣使用價(jià)值。

　　作者：

　　1、張丙建，男，工程師，山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司副總工助理。

　　2、張向陽(yáng)，男，工程師，浙江易嘉節(jié)能設(shè)備有限公司技術(shù)部經(jīng)理。

　　參考文獻(xiàn)：

　　1、山東新風(fēng)光電子JD-BP38-2800F高壓變頻器調(diào)速系統(tǒng)齊發(fā)藥業(yè)送風(fēng)系統(tǒng)調(diào)試大綱。

　　2、JD-BP38-2800F高壓變頻器運(yùn)行報(bào)告。

   摘自CA800