1 高压变频器
变频器是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制交流电动机的电力传动元件,能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因素、过流/过压/过载保护等功能。随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展,高压大功率变频调速装置不断地成熟起来,高压电机利用高压变频器可以实现无级调速,从而达到节约能源的目的。高压变频器的种类繁多,其分类方法也多种多样。如按有无中间低压回路,可分为高高变频器和高低高变频器;按中间环节有无直流部分,可分为交交变频器和交直交变频器。目前高压大功率变频调速装置被广泛地应用于大型矿泉水应用生产厂、石油化工、市政供水、冶金钢铁、电力能源等行业的各种风机、水泵、压缩机、轧钢机等设备中。
2 高压变频器的节能原理
根据流体力学的定律可知:风机、泵类设备均属平方转矩类负载,其转速n与轴功率P、压力H和流量Q具有以下关系:Q∝n、H∝n2、P∝n3。即压力与转速的平方成正比;流量与转速成正比;轴功率与转速的立方成正比。传统上对风机风量的调节,是通过改变管网特性即改变风门开度来实现,风机保持恒转速运转,通过调速风机档板的开度,管网的特性参数将发生变化,输出流量发生变化,这样就达到了在定速运行时调节风机输出流量的目标。因为在工程建设过程中,风机及其电机的选型要考虑到*大出力并留有一定的裕度,因而运行中风机的实际出力比起设计值来说偏小很多,调节风门的开度一般都小于40%,从而在档板上消耗了大量的无效轴功率,极大地降低了风机的转换效率,浪费了大量的能源。
风机在维持效率不变的状态下,随着转速的降低,轴功率以转速的立方关系下降,电机消耗的电能也随之下降。例如风量下降到50%,轴功率将下降到额定功率的13%,所以节电潜力非常大。这就是风机变频调速的节能依据。
目前在风机调速的方法上,使用较多的还有液体电阻调速和液力偶合器调速。液体电阻调速的结构是在一个电阻液的容器里等距离布置几个电极并分别有导线引出或用一个可移动电极取代多电极布置。电阻液一般由经过净置后去掉沉淀物的生活用水和电阻粉组成。其原理是在电动机主回路串接可以线性改变的液体电阻,通过改变浸泡在液体电阻内的极板间的距离,使液体电阻的阻值从大到小变化,电动机端电压逐步上升至全压,实现电动机软启动。液体电阻调速控制精度不是很高;软启动的可调整性较好,但方便性相对较差。液力偶合器以液体油作为介质传递动力给工作机械的联轴器,能协调多机驱动的负荷分配与恒定传递电动机联接输出的轴速度,可以在一定范围内调节,可在电机转速不变的情况下实现输出转速的无级调节,可提高电机的起动能力、减少冲击和振动,协调多机驱动的负荷分配,易于实现遥控和自动控制并可大量节约电能。其缺点为可靠性低、损耗大、效率低、速度响应慢、调速精度低、滑差大、有时丢转、转速不稳定、需配备相应的油系统及调节系统。而高压变频调速的特点是变频改造后,实现电机软启动,启动电流小于额定电流值,启动更平滑;电机以及负载采用转速调节后,工作特性改变,设备工况得到改善,延长设备使用寿命;负载变频后,由于变频器采用单元串联移相技术,网侧电压谐波总含量可以控制在2%以内,电流谐波总含量小于2%。延长了电机的使用寿命;电机以及负载转速下降,系统效率得到提高,取得节能效果,大大减少了对设备的维护量、节约了人力物力资源,是风机节能的较理想的方法。
3 高压变频器在冶炼厂的应用分析
(1)个旧某冶炼厂在2008年5月份前制酸工艺系统,根据工艺要求,需开动2台容量为1000kW/10kV的电机,带动2台SO2风机。运行方式为2台风机全开,由于工艺流程的特点,有时需要风量大、有时需要风量小,而风量大小需通过人为闸阀进行调节,所以能耗较大,每月平均消耗电量为1140830kWh,每月平均综合电价按0.4497元/kWh计算,每月平均综合电价51.30万元。
(2)个旧某冶炼厂在2008年5月份,在工艺条件允许的情况下,为了节能降耗,公司决定安装1台容量为1600kW/10kV的电机,带动与之相匹配的SO2风机,取消2台容量1000kW/10kV的电机及相应的SO2风机。并决定同时上1套与之匹配的2000kVA变频器对1600kW电机进行调速。
4 结语
发生瓦斯保护动作后,运行人员应根据情况现场初步判断是否误动,变压器有无气体进入,是什么颜色,是否可燃等,对于复杂气体情况,应立即抽气样、油样送专业人员,进行色谱分析,判断故障性质、严重程度、发展趋势,并据此决定变压器是否停运,以及所需的变压器检查、修理,做到**时间处理该项保护动作。
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