2011-08-16 08:08:20　來源:chinaaet
　　漳村煤礦西風井主扇風機是礦通風系統(tǒng)的命脈，由2臺沈陽發(fā)動機研究所風機廠生產(chǎn)的AGF一606—2．442—1．2—2型軸流式風機和JRl510—8型電機組成，功率為475kW，轉速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，對電機的沖擊較大。主扇風機啟動后以工頻方式運行，無法根據(jù)井下用風量的改變調節(jié)風量，電能的浪費現(xiàn)象較為嚴重。因此在2007年9月對西風井1＃主扇風機進行了變頻控制改造，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＃主扇風機，并于2007年9月30日完成了變頻器調試工作，風機啟動時實現(xiàn)了平滑啟動，變頻器帶井下負荷，正式投入運行。
1 異步電動機的變頻調速原理
　　異步電動機的變頻調速是通過改變定子供電頻率廠來改變同步轉速而實現(xiàn)調速的，在調速中從高速到低速都可以保持較小的轉差率，因而消耗轉差功率小，效率高，是異步電動機的最為合理的調速方法。
　　由公式n=6Of/p（1一s）（其中：n為電機轉速；f為頻率；P為電機的極對數(shù)；s為轉差率）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的同步轉速。異步電動機變頻調速具有調速范圍寬、平滑性較高、機械特性較硬的優(yōu)點，目前變頻調速已成為異步電動機最主要的調速方式，在很多領域都獲得了廣泛的應用。
　　變頻調速具有如下顯著的優(yōu)點：
　　1） 由設備設計余量而導致“大馬拉小車”現(xiàn)象，因電機定速旋轉不可調節(jié)，這樣運行自然浪費很大，而變頻調節(jié)徹底解決了這一問題；
　　2） 由負載檔板或閥門調節(jié)導致的大量節(jié)流損失，在變頻后不再存在；
　　3） 某些工況負載需頻繁調節(jié)，而檔板調節(jié)線性太差，跟不上工況變化速度，故能耗很高，而變頻
　　調節(jié)響應極快，基本與工況變化同步；
　　4） 異步電動機功率因數(shù)由變頻前的0．85左右提高到變頻后的0．95以上；
　　5） 可實現(xiàn)零轉速啟動，無啟動沖擊電流，從而降低了啟動負載，減輕了沖擊扭振；
　　6） 高壓變頻器本身損耗極小，整機效率在97％ 以上。
2 設備的選型與方案設計
2．1 設備選型
　　過去電動機變頻調速采用高一低變頻方式來調速，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現(xiàn)變頻；對于電機，則有兩種辦法，一種辦法是采用低壓電機；另一種辦法，則是仍采用原來的高壓電機，需要在變頻器和電機之間增加一臺升壓變壓器，即高一低一高變頻方式。這是當時高壓變頻技術未成熟時的一種過渡技術。這種做法由于采用低壓變頻器，容量也比較小，對電網(wǎng)側的諧波較大。現(xiàn)在高壓變頻器的技術已經(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機進行變頻控制改造。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，首先在礦西風井1＃主扇風機上應用，待應用成熟后再進行推廣。
2．1．1 Diamond—HV一06／600型高壓變頻器技術參數(shù)
　　變頻器容量：600 kVA；
　　適配電機功率：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％負載）；
　　變頻器效率：額定負載下>0．96；
　　輸出頻率范圍：0～60 Hz；
　　輸出頻率分辨率：0．01 Hz；
　　運行環(huán)境溫度：一10～40°；
　　冷卻方式：強制風冷。
2．1．2 高壓變頻器性能特點
　　1） 高壓變頻調速系統(tǒng)采用直接“高一高”變換形式，為單元串聯(lián)多電平拓撲結構，主體結構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行增、減負荷，開、停機等操作。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：標準的RS一485和有觸摸屏處理器擴展的通訊接口。
　　4） 在20％ ～100％ 的調速范圍內，變頻系統(tǒng)在不加任何功率因數(shù)補償?shù)那闆r下，本機輸入端功率因數(shù)達到0．95。
　　5） 變頻裝置對輸出電纜的長度無任何要求，變頻裝置保護電機不受共模電壓及dV／dt應力的影響。
　　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格的要求，高于國標GB14549—93對諧波失真的要求。變頻裝置輸出波形不會引起電機的諧振，轉矩脈動小于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格的要求，高于國標GB14549—93對諧波失真的要求。
　　8） 變頻裝置對電網(wǎng)電壓的波動有較強的適應能力，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)運行，能滿足煤礦的電壓大幅波動的要求。
　　9） 變頻裝置設以下保護：過電壓、過電流、欠電壓、缺相保護、短路保護、失速保護、變頻器過載、電機過載保護、半導體器件的過熱保護、瞬時停電保護等，聯(lián)跳至輸入側6kV開關。保護的性能符合國家有關標準的規(guī)定。并提供故障、斷電、停機等報警。

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