在AMB-HVI變頻器的功率單元中,使用高性能、智能化的專用IGBT驅動模塊對主控系統(tǒng)輸出的PWM控制信號進行隔離、緩沖處理后,使弱電信號(TTL電平)能夠驅動高壓回路中的大功率IGBT器件,輸出我們需要的SPWM電壓。
驅動模塊輔助功能還包括:對IGBT進行短路、過流、欠壓監(jiān)測和保護。當負載或功率單元一旦出現(xiàn)短路、過流、欠壓等方面故障,驅動模塊將故障信號上傳到主控系統(tǒng),主控系統(tǒng)的微處理器將根據(jù)故障類型進行辨別處理后,發(fā)出命令使驅動模塊停止工作,禁止該功率單元的輸出。與此同時主機中故障處理控制邏輯還會根據(jù)故障類型進行更進一步判斷,以決定系統(tǒng)是否發(fā)生真正的故障,以便系統(tǒng)采取報警停機或繼續(xù)運行,以保護變頻器與配電系統(tǒng)的安全,不至于造成更大的故障和更大的經濟損失。
2.3輸入變壓器
AMB-HVI系列高壓變頻器的輸入側變壓器采用移相式變壓器。變壓器原邊繞組為6kV,副邊共十八個繞組分為三相。每個繞組為延邊三角形接法,分別有±5o、±15o、±25o移相角度,每個繞組接一個功率單元,這種移相接法可以有效地消除35次以下的諧波。因此,采用移相變壓器進行隔離降壓,使得輸入側功率因數(shù)在0.96以上,不會對電網(wǎng)造成超過國家標準的諧波干擾。
3 改造方案
考慮到變頻器退出運行后,為了不影響生產,確保系統(tǒng)正常工作,配置工頻旁路,當變頻器出現(xiàn)故障時,將電機投切到工頻下運行。整個系統(tǒng)由1臺高壓變頻柜、1臺控制柜、1臺變壓器柜、一臺旁路柜、一臺電機及一臺送風機組成。
共有3個高壓隔離開關,為了確保不向變頻器輸出端反送電,QS2與QS3采用機械互鎖,并采用S7-200PLC控制系統(tǒng)實現(xiàn)電氣連鎖,避免系統(tǒng)誤操作。當QS1、QS2閉合,QS3斷開時,電機運行在變頻狀態(tài);當QS1、QS2斷開,QS3閉合時,電機工頻運行,此時高壓變頻器從高壓中隔離出來,便于檢修、維護和調試。
在變頻改造以前,風機均采用調節(jié)風板開度的方式控制鍋爐進風量,由于其電機裕量較大,因而電能的浪費特別嚴重,同時由于頻繁的對風板進行操作,導致風板的可靠性下降,影響機組的穩(wěn)定運行。且電機工頻起動特別困難,起動電流大,對電網(wǎng)沖擊較大,并造成電機籠條松動、有開焊斷條的危險。一般起動后不允許停機。
進行變頻改造后,風機的風板開度保持全開,基本不需要改變,根據(jù)實際所需的風壓,由DCS系統(tǒng)通過PID調節(jié)計算,輸出4~20mA模擬電流信號發(fā)給變頻器,通過調節(jié)變頻器的輸出頻率改變電機的轉速,達到調節(jié)送風量的目的,滿足運行工況的要求。
同時,進行變頻改造后電機在啟動和調節(jié)過程中,轉速平穩(wěn)變化,電流沒有任何沖擊,解決了電機啟動時的大電流沖擊問題,消除了大啟動電流對電機、傳動系統(tǒng)和主機的沖擊應力,大大降低日常的維護保養(yǎng)費用。
4 天山水泥廠節(jié)能效果分析
天山水泥廠五臺風機經過變頻改造后提高了運行的自動化程度,降低了大量電能損耗,較大程度地降低了運行成本,取得了較好的經濟效益和社會效益。