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雷諾爾高壓變頻器在海南乾金達礦業集團有限公司無擾動軟啟功能的應用
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雷諾爾高壓變頻器在海南乾金達礦業集團有限公司無擾動軟啟功能的應用

一、引言

高壓電動機直接全壓啟動所帶來的危害主要有以下幾種:

1造成壓降,影響同電網其他設備的正常運行:交流電動機在全壓直接啟動時,啟動電流會達到額定電流的48倍。當電機的容量相對于電網容量較大時,啟動電流會引起電網電壓的急劇下降,影響同電網其它設備的正常運行。

2造成沖擊和諧波,引起電網故障:交流電動機在全壓直接啟動時的大電流會對電網造成沖擊,引發振蕩,使電網失去穩定性;且該啟動電流含有大量諧波,造成綜保設備失靈或誤動作。

3損傷電動機,降低電動機壽命:交流電動機在全壓直接啟動時線圈發熱量是電機在正常運行時的三十多倍,產生的電磁力同樣達到了三十多倍。過高的溫度、過快的加熱速度、過大的溫度梯度和電磁力,都會對電機產生極大的破壞力,發熱會使絕緣加速老化,電磁力會使線圈變形、結構松動,影響電動機使用壽命。

近年來,國內技術人員對交流電動機軟啟動技術進行了做了許多研究,提出了一些新的減壓啟動和軟啟動方法,對各行業生產起到積極作用。上海雷諾爾科技公司技術人員經過反復的理論辯證、實際試驗,突破了技術難點,使高壓變頻器無擾動軟啟功能成功運用于生產過程中。

二、上海雷諾爾RNHV智能型高壓變頻器介紹

上海雷諾爾RNHV智能型高壓變頻器整機結構共分三個部分:變壓器柜、功率單元柜、控制柜。如圖1所示。

1 高壓變頻器結構圖

1、變壓器柜

變壓器柜主要由移相隔離變壓器、溫控器、冷卻風機、電壓、電流檢測器件和避雷裝置等部件組成。如圖2所示。

2 移相變壓器結構圖

2、功率單元柜

功率單元由以下幾個部分組成:輸入熔斷器,輸入整流橋,直流濾波電容,輸出逆變橋;同時包括驅動、保護、檢測、通信、輔助電源等部分。如圖3所示。采用功率單元模塊化的設計,每一個功率單元可以從機架上非常方便的抽出,移動和更換,所有功率單元完全相同。

3 功率單元原理圖

3、控制柜

控制柜主要有控制器、PLCUPS、報警器、開關電源、控制電源開關、接線端子、觸摸屏人機界面、操作按鈕、繼電器、信號隔離器等組成。

4 控制系統原理圖

三、高壓變頻器無擾動軟啟功能的應用

1、項目介紹

海南乾金達礦業集團有限公司是一家成立于上世紀九十年代初的大型民營企業,從事有色金屬和貴金屬的勘探、開采、選礦、冶煉以及礦產品的經銷業務。該礦為海南省開采的最大地下礦井,年處理30萬噸鉬礦石。

乾金達鉬業主排水泵房共安裝有6臺排水泵,由于受到電網容量所限,6臺排水泵不能采用全壓直接啟動的方式,需要加裝軟啟動裝置,經過電氣人員反復的調查研究,決定采用上海雷諾爾科技股份有限公司生產的RNHV智能型高壓變頻器對其中4臺排水泵改造,實現軟啟動。

(1)無擾動軟啟系統主回路

根據現場工況要求,采用兩臺變頻器分別一拖二實現排水泵的啟動,單套啟動裝置如圖5所示。

5 主回路圖

整個系統包含有用戶開關柜兩臺、雷諾爾RNHV智能型高壓變頻器一套、尋相裝置一套、輸出緩沖器一臺、旁路柜兩臺。每臺旁路柜含有3個接觸器。

(2)無擾動軟啟控制原理

控制系統配有選擇模式,即可以實現排水泵的軟啟動,又可以實現變頻器拖動排水泵調速運行,使變頻器使用效益達到最大化。

系統起動前,對系統進行合閘控制電上電操作,接通各個低壓電源使控制系統工作,PLC自檢完成后開始操作,由操作人員選擇:1排水泵M1變頻調速模式;2排水泵M1無擾動軟啟模式;3排水泵M2變頻調速模式;4排水泵M2無擾動軟啟模式;

以排水泵M1無擾動軟啟模式為例:選擇2排水泵M1無擾動軟啟模式,閉合變頻器的輸出開關KM13,檢測無異常后合上變頻器的進線開關KM11,使變頻器受電,變頻器受電正常后,發出變頻器運行指令,變頻器按照預訂的速度指令開始帶動電機從零速開始啟動加速(起動過程中電機的各類電氣保護由變頻器來負責),當變頻器拖動電機達到電網側工頻轉速,尋相裝置鎖相成功,達到并網條件后,系統發出指令控制排水泵M1的工頻開關KM12閉合,當工頻開關KM12完成閉合動作后,變頻器輸出聯鎖切斷,變頻器停止輸出,輸出開關KM13斷開。在此過程中保持KM4斷開。啟動過程結束。

排水泵M1無擾動軟啟完成后,變頻器可以選擇繼續無擾動軟啟或變頻拖動排水泵M2

(3)無擾動軟啟改造的效果

經過現場實際測量,變頻器無擾動軟啟排水泵時,啟動電流始終保持在額定電流以內,啟動切換平穩,對電網無沖擊,諧波小,對電網電氣設備的影響小,不對電機絕緣造成不良影響,達到了預期效果。系統還整合有變頻調速運行模式,用戶可根據現場需要靈活調整運行方式,提高變頻器使用效率,節約電能。

四、結束語

經過多個項目的驗證,上海雷諾爾高壓變頻器無擾動軟啟功能業已成熟可靠,此功能不僅適用于鼠籠式異步電動機,亦可適用于繞線式電動機和同步電動機,解決交流大容量電動機的啟動問題,體現了上海雷諾爾科技股份有限公司在高壓變頻技術改造上的技術解決能力,以及在大型風機、球磨機、水泵、壓縮機等大型負載啟動方面的技術解決能力。

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