IGBT高压变频器在高炉水冲渣系统的应用

2013-10-23 14:49 来源:互联网 作者:洛小辰

(3)因设置了直流平波电抗器、功率因素提升电抗器、输出滤波器,优化了PWM 波形,具有谐波含量和直流波纹系数较低,功率因素较高,输出电压波形近似正弦波等优点。

(4)根据共模电压产生的机理,采取了“堵和疏”的办法将共模电压消灭在变频器内部.有效地解决了共模电压(也叫零序电压)问题,降低了电动机定子绕组的中心点和地之问的电压,从而不需任何绝缘措施可直接使用原有的普通鼠笼式电机。

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(5)投资少,其费用比同规格的进口设备降低1/3以上。

4 实施过程及使用效果

4.1 安装调试

变频器的安装、调试从2001年11月开始,系统调试按如下步骤进行:

各控制单元单独上电(正常→整机控制系统上电(正常))→主电路上电(24h正常)→带电机运行(先25Hz运行8h再50Hz运行48h正常)→带水泵负荷运行(针对带载试机过程中出现的问题进行改进)。

在调试过程中对设备出现的如下问题进行了改进:

(1)输出电抗器温度过高.在带载试机过程中用红外线测温仪测得在室温25℃ 时电抗器绕组表面温度达110℃.经与厂家工程技术人员研究分析,认为其原因是原设计三相差模同心电抗器散热效果不好.于是改用三相差模独立分体电抗器,达到了室温40℃时电抗器绕组表面最高温度≤90℃ 的目的。

(2)滤波电容器膨胀爆炸.原因是原选用成都某电器厂生产的电容器制造质量有缺陷,后改用西安电气厂同规格产品,未再出现故障。

(3)IGBT串联模块驱动电源传导线放电.原因是原选用耐压30kV的传导线耐压等级不够.改用耐压40kV的传导线后此问题得以解决。

4.2 使用效果

变频器于2002年4月投入运行,运行情况一直良好.机组可在管道阀门全开状态下起动,冲渣时运行频率49.5HZ、测试变频器输入端电流28A、电压6300V、功率因数0.80、耗电功率244kW;不冲渣时运行频率25HZ、测试变频器输入端电流l0A、电压6300V、功率因数0.82、耗电功率90kW.技术性能指标.使用变频器前后电动机运行参数及耗电量分别见表3.

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4.3 经济效益分析

(1)机组确变频调速与无变频调速时耗电差

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(2)机组有变频调速时高、低速耗电差

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(3)年节电量

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(注:每年按365天工作日、H1一冲渣时间=15×30/60=7.5 h;H2一不冲渣时间=24—7.5=16.5h)

(4)年节电效益Y

Y=1064340×0.56=596030(元)

(5)节约维修费用:因冲渣水含有大量的炉渣,原系统管道和阀门在含渣水的高速冲刷下,很短时间内管壁就会变薄、阀门密封损坏须重

新更换.一般情况下每年需维修费用约l5万元.经变频调速改造后,有一半时间内管道的水流速度降低,磨擦减少,管道和阀门的使用寿命大

大延长每年可降低维修费用约30% ,即5万元。

(6)每年可节省电费和维修费共646030元,本项目设备投资共60万元,安装费用1万元,由炼铁厂2001年固定资产大修费用开支.1a可全

部收回成本。

5 项目实施的经验及存在问题

(1)对于经技术论证可行的项目要大胆实施,敢于应用新技术,不必贪大求洋。

(2)现有的变频器用于元件冷却的风机太小,数量过多,宜采用大风机以减少数量,有利于提高设备运行可靠性。

(3)变频器开关柜的操作目前是手动开关,宜改为直流全闸机构控制分、合闸,以提高安全系数.

(4)功率因数偏低,有待变频器设计时改进。

6 结语

实践证明国内首例IGBT串联直接高压变频器在韶钢的应用是成功的,开创了直接高压变频器工业应用的先河,在高压电子技术方面具有先

进性,在运行方面具有高可靠性,在使用维护方面具有简易性,在费用投资方面具有较高的可比性,能有效地为节能降耗、提高企业的经济效

益和自动化控制水平发挥作用。

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变频器 IGBT

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