2011-08-16 08:08:20　來源:chinaaet
　　漳村煤礦西風(fēng)井主扇風(fēng)機(jī)是礦通風(fēng)系統(tǒng)的命脈，由2臺沈陽發(fā)動機(jī)研究所風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的AGF一606—2．442—1．2—2型軸流式風(fēng)機(jī)和JRl510—8型電機(jī)組成，功率為475kW，轉(zhuǎn)速750r／min，電壓為6000V，啟動方式為高開串頻敏電阻啟動，啟動電流大，對電機(jī)的沖擊較大。主扇風(fēng)機(jī)啟動后以工頻方式運(yùn)行，無法根據(jù)井下用風(fēng)量的改變調(diào)節(jié)風(fēng)量，電能的浪費(fèi)現(xiàn)象較為嚴(yán)重。因此在2007年9月對西風(fēng)井1＃主扇風(fēng)機(jī)進(jìn)行了變頻控制改造，在系統(tǒng)主回路中接人北京康得新電科技有限公司生產(chǎn)的Diamond—HV一06／600型高壓變頻器一套，控制1＃主扇風(fēng)機(jī)，并于2007年9月30日完成了變頻器調(diào)試工作，風(fēng)機(jī)啟動時實(shí)現(xiàn)了平滑啟動，變頻器帶井下負(fù)荷，正式投入運(yùn)行。
1 異步電動機(jī)的變頻調(diào)速原理
　　異步電動機(jī)的變頻調(diào)速是通過改變定子供電頻率廠來改變同步轉(zhuǎn)速而實(shí)現(xiàn)調(diào)速的，在調(diào)速中從高速到低速都可以保持較小的轉(zhuǎn)差率，因而消耗轉(zhuǎn)差功率小，效率高，是異步電動機(jī)的最為合理的調(diào)速方法。
　　由公式n=6Of/p（1一s）（其中：n為電機(jī)轉(zhuǎn)速；f為頻率；P為電機(jī)的極對數(shù)；s為轉(zhuǎn)差率）可以看出，若均勻地改變供電頻率f，即可平滑地改變電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。異步電動機(jī)變頻調(diào)速具有調(diào)速范圍寬、平滑性較高、機(jī)械特性較硬的優(yōu)點(diǎn)，目前變頻調(diào)速已成為異步電動機(jī)最主要的調(diào)速方式，在很多領(lǐng)域都獲得了廣泛的應(yīng)用。
　　變頻調(diào)速具有如下顯著的優(yōu)點(diǎn)：
　　1） 由設(shè)備設(shè)計(jì)余量而導(dǎo)致“大馬拉小車”現(xiàn)象，因電機(jī)定速旋轉(zhuǎn)不可調(diào)節(jié)，這樣運(yùn)行自然浪費(fèi)很大，而變頻調(diào)節(jié)徹底解決了這一問題；
　　2） 由負(fù)載檔板或閥門調(diào)節(jié)導(dǎo)致的大量節(jié)流損失，在變頻后不再存在；
　　3） 某些工況負(fù)載需頻繁調(diào)節(jié)，而檔板調(diào)節(jié)線性太差，跟不上工況變化速度，故能耗很高，而變頻
　　調(diào)節(jié)響應(yīng)極快，基本與工況變化同步；
　　4） 異步電動機(jī)功率因數(shù)由變頻前的0．85左右提高到變頻后的0．95以上；
　　5） 可實(shí)現(xiàn)零轉(zhuǎn)速啟動，無啟動沖擊電流，從而降低了啟動負(fù)載，減輕了沖擊扭振；
　　6） 高壓變頻器本身損耗極小，整機(jī)效率在97％ 以上。
2 設(shè)備的選型與方案設(shè)計(jì)
2．1 設(shè)備選型
　　過去電動機(jī)變頻調(diào)速采用高一低變頻方式來調(diào)速，變頻器為低壓變頻器，采用輸入降壓變壓器，先把電網(wǎng)電壓降低，然后采用一臺低壓變頻器實(shí)現(xiàn)變頻；對于電機(jī)，則有兩種辦法，一種辦法是采用低壓電機(jī)；另一種辦法，則是仍采用原來的高壓電機(jī)，需要在變頻器和電機(jī)之間增加一臺升壓變壓器，即高一低一高變頻方式。這是當(dāng)時高壓變頻技術(shù)未成熟時的一種過渡技術(shù)。這種做法由于采用低壓變頻器，容量也比較小，對電網(wǎng)側(cè)的諧波較大。現(xiàn)在高壓變頻器的技術(shù)已經(jīng)成熟，經(jīng)過研究決定采用一次性解決方案，直接采用高壓變頻器對主扇通風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻控制改造。經(jīng)過多方比較性價比，選用了北京康得新電科技有限公司生產(chǎn)的Diamond—HV一06／600型高壓變頻器一套，首先在礦西風(fēng)井1＃主扇風(fēng)機(jī)上應(yīng)用，待應(yīng)用成熟后再進(jìn)行推廣。
2．1．1 Diamond—HV一06／600型高壓變頻器技術(shù)參數(shù)
　　變頻器容量：600 kVA；
　　適配電機(jī)功率：475 kW；
　　輸入頻率：45～55 Hz；
　　額定輸入電壓：6 kV土10％ ；
　　輸入功率因數(shù)：0．95（>20％負(fù)載）；
　　變頻器效率：額定負(fù)載下>0．96；
　　輸出頻率范圍：0～60 Hz；
　　輸出頻率分辨率：0．01 Hz；
　　運(yùn)行環(huán)境溫度：一10～40°；
　　冷卻方式：強(qiáng)制風(fēng)冷。
2．1．2 高壓變頻器性能特點(diǎn)
　　1） 高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)采用直接“高一高”變換形式，為單元串聯(lián)多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，主體結(jié)構(gòu)有多組功率模塊并聯(lián)而成。
　　2） 變頻裝置控制采用LED鍵盤控制和人機(jī)界面控制兩種控制方式，兩種方式互為備用，兩種方式從就地界面上可以進(jìn)行增、減負(fù)荷，開、停機(jī)等操作。裝置保留至少一年的故障記錄。
　　3） 變頻器能提供兩種通訊功能：標(biāo)準(zhǔn)的RS一485和有觸摸屏處理器擴(kuò)展的通訊接口。
　　4） 在20％ ～100％ 的調(diào)速范圍內(nèi)，變頻系統(tǒng)在不加任何功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)那闆r下，本機(jī)輸入端功率因數(shù)達(dá)到0．95。
　　5） 變頻裝置對輸出電纜的長度無任何要求，變頻裝置保護(hù)電機(jī)不受共模電壓及dV／dt應(yīng)力的影響。
　　6） 變頻裝置輸出電流諧波不大于2％，符合IEEE 519 1992及我國供電部門對電壓失真最嚴(yán)格的要求，高于國標(biāo)GB14549—93對諧波失真的要求。變頻裝置輸出波形不會引起電機(jī)的諧振，轉(zhuǎn)矩脈動小于0．1％ 。
　　7） 變頻裝置對電網(wǎng)反饋的電流諧波不大于4％ ，符合IEEE 519 1992及我國供電部門對電壓失真最嚴(yán)格的要求，高于國標(biāo)GB14549—93對諧波失真的要求。
　　8） 變頻裝置對電網(wǎng)電壓的波動有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，在一10％ ～+10％ 電網(wǎng)電壓波動時必須滿載輸出，可以承受30％的電網(wǎng)電壓下降，而降額繼續(xù)運(yùn)行，能滿足煤礦的電壓大幅波動的要求。
　　9） 變頻裝置設(shè)以下保護(hù)：過電壓、過電流、欠電壓、缺相保護(hù)、短路保護(hù)、失速保護(hù)、變頻器過載、電機(jī)過載保護(hù)、半導(dǎo)體器件的過熱保護(hù)、瞬時停電保護(hù)等，聯(lián)跳至輸入側(cè)6kV開關(guān)。保護(hù)的性能符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。并提供故障、斷電、停機(jī)等報(bào)警。

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