變頻調(diào)速節(jié)能改造方案KV

1、變頻調(diào)速節(jié)能改造方案KV 作者： 日期：14 個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)方案上海倍特訊電氣公司2010.03一、概述本方案根據(jù)用戶要求編制，用于8臺(tái)6000V 355kW離心水泵調(diào)速節(jié)能。二、原系統(tǒng)狀況對(duì)2009年度送水泵組運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，其供水情況為：(1） 2009年度供水情況l 泵組每天供水總量約：200000m3260000m3；軋鋼時(shí)瞬時(shí)流量：11000m3/h13000m3/h；停軋（換輥）時(shí)瞬時(shí)流量：1100m3/h3000m3/h；波動(dòng)較為平緩.l 供水總管壓力控制標(biāo)準(zhǔn)0.2MPa,實(shí)際壓力在0。2MPa0。25MPa之間波動(dòng)。l 目前,通過(guò)開(kāi)關(guān)泵組回流電

2、動(dòng)閥和起停單泵來(lái)控制供水總管流量.（2) 水泵投運(yùn)情況l 8臺(tái)送水泵,正常運(yùn)行45臺(tái)；l 目前，根據(jù)系統(tǒng)循環(huán)水量決定投運(yùn)水泵數(shù)量，并根據(jù)池液位控制范圍，開(kāi)關(guān)泵組回流電動(dòng)閥。（3） 5臺(tái)送水泵典型工況泵組供水總管流量12000m3/h、壓力0。23MPa，送水泵出口電動(dòng)閥開(kāi)度為100%，手動(dòng)閥開(kāi)度為100,送水泵出口壓力為0.25MPa，回流閥開(kāi)度100，泵組回流量約為1500m3/h。（4) 對(duì)2009年度工業(yè)水供水量及水泵投運(yùn)情況分析，形成下表. 2009年泵組供水?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表泵組水量(m3/h)泵組運(yùn)行(臺(tái)）時(shí)間(h）時(shí)間比例節(jié)能潛力111000130005750021100-3000250

3、0三、系統(tǒng)方案說(shuō)明由于生產(chǎn)用水量隨時(shí)變化，為保證供水質(zhì)量，一般使供水水壓恒定，最常見(jiàn)的辦法是采用變頻恒壓供水系統(tǒng)，即壓力變送器裝在主管網(wǎng)上檢測(cè)管網(wǎng)壓力信號(hào)，再將此壓力信號(hào)送到變頻器(PLC）的模擬信號(hào)輸入端口，由此構(gòu)成壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)，管網(wǎng)壓力的恒定依賴變頻器的調(diào)節(jié)控制.對(duì)于多泵情況,對(duì)低壓水泵電機(jī)（380VAC690VAC）可以兩種不同的控制系統(tǒng)方案，一種是”順序控制方案”，系統(tǒng)圖如圖一所示圖一 順序控制方案系統(tǒng)圖圖中:BPI變頻器；BUIBU4軟起動(dòng)器，PT壓力變送器。由圖一可見(jiàn)，變頻器連接在第一臺(tái)水泵電機(jī)上，需要加泵或減泵時(shí)，由變頻器RO1RO3端口輸出信號(hào)起動(dòng)或停止其他的水泵，這時(shí)水泵

4、的起動(dòng)采用自耦減壓起動(dòng)裝置或軟起動(dòng)器。這種方案的特點(diǎn)是水泵電機(jī)不需要在變頻和工頻之間切換；第一臺(tái)水泵永遠(yuǎn)連接在變頻器上，沒(méi)有切換過(guò)程中的失壓現(xiàn)象；由于變頻泵以外的泵都有軟起動(dòng)器，所以不需要再做備用系統(tǒng)，當(dāng)變頻器故障時(shí)，可用軟起動(dòng)器手動(dòng)起動(dòng)M2M4水泵，保證供水不致中斷；每臺(tái)電機(jī)都有起動(dòng)器,初始投資較大。另一種是“循環(huán)投切“方案，系統(tǒng)圖如圖二所示圖二 變頻恒壓供水循環(huán)投切方案系統(tǒng)圖圖中:BP1變頻器，BU1軟啟動(dòng)器，PT壓力變送器,ZJ1、ZJ2用于控制系統(tǒng)的起動(dòng)/停止和自動(dòng)/手動(dòng)轉(zhuǎn)換.由圖二可見(jiàn),變頻器連接在第一臺(tái)水泵電機(jī)上,需要加泵時(shí)，變頻器停止運(yùn)行，并由變頻器的輸出端口RO1RO3輸出信號(hào)

5、到PLC,由PLC控制切換過(guò)程。切換開(kāi)始時(shí)，變頻器停止輸出（變頻器設(shè)置為自由停車）,利用水泵的慣性將第一臺(tái)水泵切換到工頻運(yùn)行，變頻器連接到第二臺(tái)水泵上起動(dòng)并運(yùn)行,照此，將第二臺(tái)水泵切換到工頻運(yùn)行,變頻器連接到第三臺(tái)水泵上起動(dòng)并運(yùn)行；需要減泵時(shí)，系統(tǒng)將第一臺(tái)水泵停止，第二臺(tái)水泵停止,這時(shí)，變頻器連接在第三臺(tái)水泵上。再需要加泵時(shí)，切換從第三臺(tái)水泵開(kāi)始循環(huán).這種方式保證永遠(yuǎn)有一臺(tái)水泵在變頻運(yùn)行，四臺(tái)水泵中的任一臺(tái)都可能變頻運(yùn)行，這樣，才能做到不論用水量如何改變都可保持管網(wǎng)壓力基本恒定.以上兩種供水方案水泵電機(jī)的投、切比較頻繁,對(duì)低壓電機(jī)影響不大，但對(duì)高壓電機(jī)不允許頻繁的投、切，供水方案如圖三所示：圖

6、三 高壓電機(jī)水泵變頻調(diào)速節(jié)能方案由5臺(tái)送水泵典型工況和2009年泵組供水?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表:泵組供水總管流量12000m3/h、壓力0。23MPa，送水泵出口電動(dòng)閥開(kāi)度為100%，手動(dòng)閥開(kāi)度為100,送水泵出口壓力0.25MPa，回流閥開(kāi)度100，泵組回流量約為1500m3/h。每臺(tái)水泵的流量為2500 m3/h左右.為節(jié)能將回流閥開(kāi)度設(shè)置為零，5臺(tái)水泵同時(shí)運(yùn)行。軋鋼時(shí)，其中變頻泵工作頻率為50Hz，滿足軋鋼需要的最大供水流量13000m3/h；當(dāng)供水量減小時(shí)管網(wǎng)壓力上升，壓力變送器的輸出信號(hào)是變頻器降頻,當(dāng)頻率降到35Hz時(shí)，變頻水泵的壓力為原來(lái)壓力的49%,可能水泵也不出水了,但不能產(chǎn)生倒流，可在

7、變頻器上設(shè)定下限頻率來(lái)保證。換輥時(shí)，水量的變化是11003000 m3/h，關(guān)3臺(tái)工頻泵,同樣用一臺(tái)變頻器來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)，但在低流量時(shí),如果兩臺(tái)都是變頻泵節(jié)能效果更好，這要增大投資。四、高壓變頻器選用森蘭SB-HV高壓變頻器1、產(chǎn)品特點(diǎn)SBHV系列高壓變頻器是由希望森蘭科技股份有限公司研制開(kāi)發(fā)的新一代高壓變頻器，采用直接高高變換的方式，多電平串聯(lián)倍壓的技術(shù)方案,優(yōu)化的PWM控制算法，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的可變頻變壓(VVVF）的正弦電壓和正弦電流的輸出.產(chǎn)品具有以下特點(diǎn)：（1)高高方式輸入采用移相變壓器，單元串聯(lián)方式直接高壓輸出；(2）風(fēng)冷設(shè)計(jì)獨(dú)特的風(fēng)道設(shè)計(jì)，在室溫50時(shí),設(shè)備能可靠運(yùn)行.采用頂部散熱方式，維

8、護(hù)方便。風(fēng)機(jī)選用進(jìn)口依必安（德國(guó)）產(chǎn)品，經(jīng)久耐用；(3)模塊化設(shè)計(jì)單元采用模塊化設(shè)計(jì),單元可任意互換,單元拆裝方便，只需裝卸5個(gè)螺絲;（4。）友好的人機(jī)界面人機(jī)接口采用觸摸屏，全中文界面。所有操作均通過(guò)按鈕或DCS接口輸入，最大限度避免觸摸屏的誤操作;報(bào)警實(shí)時(shí)記錄,并能對(duì)報(bào)警準(zhǔn)確定位和歷史記錄存儲(chǔ)；（5）可靠的設(shè)計(jì)（a)單元與控制部分的通訊采用光纖（b)單元的熱備設(shè)計(jì)（c）外圍控制部件采用PLC（d）主回路采用全進(jìn)口器件，IGBT采用EUPEC產(chǎn)品,整流橋采用IXYS產(chǎn)品，濾波電容采用CDE產(chǎn)品，所有主回路器件額定運(yùn)行參數(shù)實(shí)際運(yùn)行的2倍選購(gòu)，變壓器按電機(jī)額定功率的1。21。5倍容量配置,配置底

9、部散熱風(fēng)機(jī)和頂部散熱風(fēng)機(jī)；（6）靈活的用戶接口接口方式可采用硬接線方式也可采用通訊方式.接口狀態(tài)信息除系統(tǒng)設(shè)定外，提供由用戶自定義的輸出接口（用戶只需在人機(jī)界面進(jìn)行設(shè)定對(duì)應(yīng)I/O輸出的內(nèi)容即可）；(7）高效率、高功率因素整機(jī)效率96，功率因素95；（8）低諧波輸出每相6單元串聯(lián)時(shí),采用每相36脈沖整流，高頻載波比使得輸出諧波空載時(shí)4%,負(fù)載時(shí)2%;(9）寬電壓輸入范圍輸入電壓在85115，頻率在45Hz55Hz波動(dòng)范圍內(nèi)設(shè)備均能正常工作；（10)小的dv/dt由于采用單元串聯(lián)輸出方式，dv/dt小，延長(zhǎng)了IGBT的壽命以及降低了對(duì)整個(gè)設(shè)備絕緣要求;(11）單元冗余熱備技術(shù)保證設(shè)備能輸出額定電壓

10、；（12）特有的單元旁路技術(shù)采用接觸器機(jī)械式旁路執(zhí)行機(jī)構(gòu),以獨(dú)立的旁路控制板控制和獨(dú)立的供電電源供電，確保單元故障時(shí)能夠可靠被旁路。如避免了因功率單元失電后旁路不能正常動(dòng)作的情形；（13）線電壓的自動(dòng)均衡技術(shù)當(dāng)某相的某個(gè)或幾個(gè)單元故障被旁路時(shí)，為確保變頻器輸出電壓等級(jí)及功率要求,并不隨意切除故障單元同一位置的單元,此情況下三相相電壓將不平衡,但對(duì)于電機(jī)驅(qū)動(dòng)而言,只需要各線電壓平衡。為保證整個(gè)變頻器輸出線電壓平衡，SB-HV系列高壓變頻器采用特有的線電壓控制方式，最大限度地滿足了現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行工況；（14)瞬時(shí)掉電無(wú)干擾高壓瞬時(shí)掉電在10個(gè)周波內(nèi)能輸出轉(zhuǎn)矩?zé)o脈動(dòng)，主控制回路配置1000VA后備式UPS

11、能保證掉電30min無(wú)影響，旁路控制回路配置1000VA在線式UPS能保證掉電30min無(wú)影響;（15）控制回路設(shè)計(jì)雙電源切換一路由用戶供給控制電源，另一路來(lái)源高壓輸入隔離變壓器，雙回路自動(dòng)切換保證在控制電源掉電后，設(shè)備無(wú)影響；（16)特有的過(guò)電壓保護(hù)技術(shù)設(shè)計(jì)中充分考慮操作過(guò)電壓和雷電過(guò)電壓對(duì)設(shè)備的影響，在主回路和控制回路針對(duì)不同的過(guò)電壓采用不同的處理措施,提高設(shè)備的可靠性；2、森蘭SB-HV高壓變頻器原理框圖圖四。 變頻器原理圖圖四是變頻器原理圖.變頻器整流側(cè)有移相分壓空氣變壓器，每相由15繞組整流變壓器供電.為功率單元提供電源的變壓器次級(jí)繞組在繞制時(shí)相互之間有一定的相位差，這樣既大大降低了

12、輸入諧波電流，也使得功率因數(shù)能在較高或滿載負(fù)荷時(shí)能達(dá)到95以上。以6kV為例，移相隔離變壓器采用了30脈沖整流，輸入電流諧波已足夠滿足企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和IEEE519的規(guī)定和要求.功率單元：?jiǎn)卧妮斎腚妷焊鶕?jù)變頻器型號(hào)以及單元數(shù)目而定；圖四中每相有3個(gè)單元,3相共9單元，其中每個(gè)單元都完全一樣，可以互換使用，大大提高了系統(tǒng)維護(hù)性和批量生產(chǎn)性。6kV中每相有5個(gè)單元，3相共15單元.每相5個(gè)功率單元可提供11種不同的電壓等級(jí)?？商峁┰S多不同電壓等級(jí)的能力使得變頻器能產(chǎn)生非常接近正弦波的輸出波形.3、技術(shù)指標(biāo)序號(hào)項(xiàng)目參數(shù)備注1使用標(biāo)準(zhǔn)中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T9942006火電廠風(fēng)機(jī)水泵用高壓變頻

13、器2安裝地點(diǎn)室內(nèi)3技術(shù)方案直接高高方式4對(duì)電動(dòng)機(jī)要求普通三相異步電動(dòng)機(jī)5變頻器輸入側(cè)有無(wú)熔斷器有6額定輸入電壓/允許變化范圍3kV/±15，6kV/±15%，10kV/±157系統(tǒng)輸入電壓3kV/6kV/10kV8系統(tǒng)輸出電壓03kV，06kV,010kV9系統(tǒng)輸出電流因功率及其現(xiàn)場(chǎng)工況不同而異10逆變側(cè)最高輸出電壓3.3kV/6。3kV/11kV11額定容量4000kW以下不等由用戶需要而定12額定輸入頻率/允許變化范圍50Hz/±1013對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)的敏感性不敏感14變頻器效率96型號(hào)不同參數(shù)略有差別15諧波216可靠性指標(biāo)（平均無(wú)故障工作時(shí)間）3

14、0000h17輸入側(cè)功率因數(shù)95型號(hào)不同參數(shù)略有差別18控制方式優(yōu)化SPWM控制19控制電源20A,380VAC20UPS型式、參數(shù)及容量220VAC 1000VA 30min21整流形式及元件參數(shù)3相不可控整流22逆變單元形式H橋逆變23傳動(dòng)象限二象限24電隔離部分是否采用光纖電纜采用光纖通信 型號(hào):HFBREUS100 廠家：美國(guó)安捷倫25噪聲等級(jí)60dB26冷卻方式強(qiáng)制風(fēng)冷27冷卻系統(tǒng)故障對(duì)變頻器的影響在允許范圍內(nèi)，報(bào)警不跳機(jī)28過(guò)載能力120時(shí)60s，150時(shí)5s，200時(shí)立即保護(hù)29變壓器損耗1.5型號(hào)不同參數(shù)略有差別30系統(tǒng)總損耗2。031標(biāo)準(zhǔn)控制連接硬接線32模擬量信號(hào)（輸入）規(guī)

15、格及數(shù)量420mA，2路根據(jù)用戶需要擴(kuò)展33模擬量信號(hào)(輸出)規(guī)格及數(shù)量4-20mA，2路34開(kāi)關(guān)量信號(hào)(輸入)規(guī)格及數(shù)量10(繼電器干式節(jié)點(diǎn))35開(kāi)關(guān)量信號(hào)（輸出)規(guī)格及數(shù)量14（繼電器干式節(jié)點(diǎn))36操作鍵盤(pán)觸摸屏37界面語(yǔ)言中文或英文根據(jù)用戶要求而定38變頻裝置外形尺寸(以6kV/1000-1600kW為例）長(zhǎng)3980mm×深1200mm×高2400mm（不包括工頻旁路柜）39變頻裝置重量5000kg左右40盤(pán)前維護(hù)或盤(pán)后維護(hù)盤(pán)前維護(hù)(可靠墻）41是否需要輸出濾波器不需要42是否提供輸出濾波器不43售后服務(wù)的承諾24小時(shí)內(nèi)響應(yīng)五、變頻技術(shù)交流提綱1、 變頻器參數(shù)、規(guī)格、

16、價(jià)格.(效率、功率因數(shù)、額定電壓、電流、尺寸、重量、適合電機(jī)的頻率波動(dòng)范圍）效率、功率因數(shù)、額定電壓、電流、尺寸、重量、適合電機(jī)的頻率波動(dòng)范圍見(jiàn)上表。2、 變頻、工頻切換。（是否要對(duì)原配電設(shè)備改造,配電回路為熔斷器+接觸器,以及變頻安裝位置.原保護(hù)為電動(dòng)機(jī)綜保，改造后要改為變壓器綜保）改造后，變頻器檢修或故障時(shí)，原系統(tǒng)可作為備用。變頻器接在電源和電動(dòng)機(jī)之間，變頻器有過(guò)流、過(guò)載、過(guò)熱、電壓不平衡等故障，一般不需要對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)。3、 電纜長(zhǎng)度、規(guī)格.(輸入側(cè)、輸出側(cè)）是否加裝電抗器,目前電纜長(zhǎng)度170米。3x50-6/6.6kV.輸入端是多拍脈沖整流，輸入側(cè)的電流諧波畸變率極低，不需要裝輸入電抗器；變頻器輸出的電壓波形為正弦波,輸出無(wú)需裝輸出電抗器。4、 變頻通訊。有RS-485串行通信口。5、 節(jié)能計(jì)算(目前電機(jī)電流穩(wěn)定在3339,功率因數(shù)約為0。770.9)見(jiàn)六、節(jié)能計(jì)算。5.1對(duì)應(yīng)工況，上1臺(tái)變頻的優(yōu)缺點(diǎn)及投資回收。5.2對(duì)應(yīng)工況,上2臺(tái)變頻的優(yōu)缺點(diǎn)及投資回收。6、 相關(guān)業(yè)績(jī)。7、 售后服務(wù)。六、節(jié)能計(jì)算軋鋼時(shí)