一、引言
隨著的節(jié)能減排政策的落實(shí)到位，高、中、低壓的各類電機(jī)進(jìn)行變頻改造也進(jìn)入火熱化的階段，其中又以高壓電機(jī)的變頻改造引人注目，特別是熱電、建材、化工、冶煉等高耗能行業(yè)，紛紛進(jìn)行技術(shù)改造，通過節(jié)能來降低成本，增強(qiáng)企業(yè)競爭力，謀求更大的發(fā)展。
二、項(xiàng)目介紹
江西某水泥公司有一條2000t/d的旋窯生產(chǎn)線，其中立磨排風(fēng)機(jī)電機(jī)為繞線式電機(jī)，1400kW/10kV，采用轉(zhuǎn)子水電阻起動(dòng)。立磨排風(fēng)機(jī)平均每天工作18小時(shí)，運(yùn)行電流60A左右，有功功率840kW左右，無功450kVar左右，閥門開度60%。
三、改造方案
1、通過技術(shù)交流與溝通，雙方確認(rèn)對(duì)立磨排風(fēng)機(jī)進(jìn)行高壓變頻改造，選用無錫市西爾康電氣有限公司的SK2700-10-1500-9QY的產(chǎn)品，配手動(dòng)隔離柜，不需要旁路，將電機(jī)轉(zhuǎn)子直接用原有的短接環(huán)短接，水電阻柜和原來的高壓開關(guān)柜退出運(yùn)行，增加兩根高壓電纜，一根用于變頻器到高壓電機(jī)的電纜，另一根由原來的高壓開關(guān)柜進(jìn)線端到變頻器的隔離柜，給高壓變頻器提供電源。改造前的系統(tǒng)圖如圖-1，改造后的系統(tǒng)圖如圖-2。
2、控制電源采用三相四線380V電源，變頻系統(tǒng)自帶后備式UPS電源，控制電源斷電后UPS的供電超過30分鐘。
3、接口功能表
高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)需要與原有的DCS系統(tǒng)接口，功能表如表1
DCS→變頻器
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變頻器→DCS
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功能
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信號(hào)類型
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功能
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信號(hào)類型
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啟動(dòng)
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3秒脈沖信號(hào)
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備妥指示
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常保持信號(hào)（常開）
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停止
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3秒脈沖信號(hào)
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變頻運(yùn)行指示
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常保持信號(hào)（常開）
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故障復(fù)位
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3秒脈沖信號(hào)
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變頻故障指示
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常保持信號(hào)（常開）
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急停
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常保持信號(hào)（常閉）
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輸出頻率
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模擬量（DC4~20mA）
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頻率給定
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模擬量（DC4~20mA）
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輸出電流
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模擬量（DC4~20mA）
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表-1 變頻調(diào)速系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)接口與功能表
四、SK2700高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢
1、高效率、無污染、高功率因數(shù)
SK2700系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)采用的是功率單元串聯(lián)的高-高方案，采用了多繞組高壓移相變壓器，二次側(cè)繞組中流過的電流在變壓器一次側(cè)疊加時(shí)，形成非常逼近正弦波的電流波形。經(jīng)過實(shí)際測試，50Hz運(yùn)行時(shí)，網(wǎng)側(cè)電流諧波 < 2％，電機(jī)側(cè)輸出電壓諧波 < 1.5％（即使在40Hz時(shí)，仍然 < 2％），成套裝置的效率 > 97％，功率因數(shù) > 96％。完全滿足了IEEE 519－1992對(duì)電壓、電流諧波含量的要求。
另外，通過采用自主開發(fā)的專用PWM控制方法，比同類的其它方法還可進(jìn)一步降低輸出電壓諧波1～2％。
2、的故障單元旁路運(yùn)行（專業(yè)核心技術(shù)）
為了提高系統(tǒng)的可靠性，整個(gè)變頻調(diào)速系統(tǒng)中考慮了一定的輸出電壓余量，并在各功率單元中增加了旁路電路。當(dāng)某個(gè)功率單元出現(xiàn)故障時(shí)，可以自動(dòng)監(jiān)測故障并啟動(dòng)旁路電路，使得該單元不再投入運(yùn)行，同時(shí)程序會(huì)自動(dòng)進(jìn)行運(yùn)算，調(diào)整算法，使得輸出的三相線電壓仍然完全對(duì)稱，電機(jī)的運(yùn)行不受任何影響。這種控制方法處于國際，國內(nèi)的水平，它將大大提高系統(tǒng)的可靠性和運(yùn)行的穩(wěn)定性。
3、高性能的控制技術(shù)
SK2700系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)率先實(shí)現(xiàn)了簡易矢量控制技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)，并且具有加、減速自適應(yīng)功能，即可根據(jù)運(yùn)行工況參數(shù)的實(shí)際變化，自動(dòng)調(diào)整加、減速時(shí)間，在不超過允許電流的情況下，快速達(dá)到設(shè)定轉(zhuǎn)速；同時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)識(shí)別電機(jī)轉(zhuǎn)速，用戶可以不考慮電機(jī)目前的運(yùn)行狀態(tài)，電機(jī)不需要停止運(yùn)行就可直接實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、加速、減速或停車操作。
SK2700系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)反饋能量自動(dòng)限制功能。
4、高可靠性
控制電源可實(shí)現(xiàn)外部380V供電和高壓電源輔助供電雙路電源自動(dòng)切換，即使兩路電源都出現(xiàn)故障時(shí)，控制系統(tǒng)仍然可以工作足夠長的時(shí)間，控制整個(gè)系統(tǒng)安全停機(jī)，發(fā)出報(bào)警，并記錄故障時(shí)的所有狀態(tài)參數(shù)。
采用高速光纖通信，可有效避免電磁干擾；
當(dāng)單元故障數(shù)目超過設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)切換到工頻運(yùn)行；
整流變壓器有完善的溫度監(jiān)控功能；
獨(dú)特設(shè)計(jì)的功率柜風(fēng)道，主要發(fā)熱元器件都靠近或處于風(fēng)道中，散熱效果好，了系統(tǒng)的過載能力；
抗電網(wǎng)電壓波動(dòng)能力強(qiáng)，當(dāng)電網(wǎng)電壓在－15％～＋15％范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)可以正常工作；對(duì)于功率單元，在電壓－25％～20％范圍內(nèi)變化時(shí)，都可正常工作。
五、效益分析
1、變頻改造后運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)照表（表-2）
項(xiàng)目狀態(tài)
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頻率(Hz)
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電流(A)
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有功(kW)
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無功(kVar)
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閥門開度
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運(yùn)行時(shí)長(h/日)
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日耗能(kW.h)
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節(jié)電率
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工頻運(yùn)行
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50
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60
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840
|
450
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60%
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18
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15120
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---
|
變頻運(yùn)行
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45
|
48
|
710
|
170
|
100%
|
18
|
13780
|
15.47%
|
表-2變頻改造后運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)照表
2、變頻改造后的附加好處
網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)提高：原電機(jī)直接由工頻驅(qū)動(dòng)時(shí)，滿載時(shí)功率因數(shù)為0.85左右，實(shí)際運(yùn)行功率因數(shù)遠(yuǎn)低于0.8。采用高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)后，電源側(cè)的功率因數(shù)可提高到0.9以上，無需無功補(bǔ)償裝置就能大大的減少無功功率，滿足電網(wǎng)要求，可進(jìn)一步節(jié)約上游設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用。
設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用下降：采用變頻調(diào)節(jié)后，由于通過調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)節(jié)能，在負(fù)荷率較低時(shí)，電機(jī)、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速也降低，主設(shè)備及相應(yīng)輔助設(shè)備如軸承等磨損較前減輕，維護(hù)周期可加長，設(shè)備運(yùn)行壽命延長；并且變頻改造后風(fēng)門開度可達(dá)100％，運(yùn)行中不承受壓力，可顯著減少風(fēng)門的維護(hù)量。變頻器運(yùn)行中，只需定期對(duì)變頻器除塵，不用停機(jī)，了生產(chǎn)的連續(xù)性。隨著生產(chǎn)的需要，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)量，既滿足生產(chǎn)工藝的要求，工作強(qiáng)度又大大降低。采用變頻技術(shù)調(diào)速后，減少了機(jī)械磨損，維護(hù)工作量降低，檢修費(fèi)用下降。
用高壓變頻調(diào)速裝置后，可對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)電流不超過電機(jī)額定電流的1.2倍，對(duì)電網(wǎng)無任何沖擊，電機(jī)使用壽命延長。在整個(gè)運(yùn)行范圍內(nèi)，電機(jī)可運(yùn)行平穩(wěn)，損耗減小，溫升正常。風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的噪音和啟動(dòng)電流非常小，無任何異常振動(dòng)和噪音。
與原來舊系統(tǒng)相比較，變頻器具有過流、短路、過壓、欠壓、缺相、溫升等多項(xiàng)保護(hù)功能，更完善地保護(hù)了電機(jī)。
操作簡單，運(yùn)行方便。可通過計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程給定風(fēng)量或壓力等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)智能調(diào)節(jié)。
適應(yīng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)能力強(qiáng)，電壓工作范圍寬，電網(wǎng)電壓在-15%～+10%之間波動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)均可正常運(yùn)行。
六、結(jié)束語
隨著科技的進(jìn)步，國產(chǎn)變頻器的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，已逐步替代各種進(jìn)口產(chǎn)品，特別是高壓變頻器，可靠性和性價(jià)比都比進(jìn)口產(chǎn)品具有明顯優(yōu)勢，為我國的節(jié)能降耗做出了突出的貢獻(xiàn)。 | 
◇ Z2000系列迷你型變頻器：
◇ 機(jī)型外觀尺寸超小，迷你精巧，
◇ 輕巧緊湊設(shè)計(jì)，操作方便
◇ 產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo):
項(xiàng)目名稱
Z2000
輸入
額定電壓、頻率
…
◇ 變頻器型號(hào)說明：
◇ 產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)：
項(xiàng) 目 名 稱
H2000
輸入
額定電壓、頻率
1PH AC 220V 50/60Hz；3PH AC380V 50/60Hz
電壓允許范圍
…
◇ 變頻器型號(hào)說明：
◇ 產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)：
項(xiàng)目名稱
H3000
輸入
額定電壓、頻率
3PH380V 50/60Hz；1PH/3PH220V 50/60Hz
3PH690V 50/60Hz；3PH114…
◇ 功能描述：
1.實(shí)現(xiàn)多達(dá)六臺(tái)水泵的供水控制，其中一臺(tái)為主機(jī)，其他為從機(jī)。
2.任意主機(jī)功能:系統(tǒng)任意一臺(tái)可選擇為主機(jī),當(dāng)當(dāng)前主機(jī)出故障，可以選用另一從機(jī)為主機(jī)，只需要把壓力傳感器信號(hào)線移到新…
變頻器的綜合技術(shù)特性：
? 輸入輸出特性
- 輸入電壓范圍：220/380/690V±15%
- 輸入頻率范圍：47～63Hz
- 輸出電壓范圍：0～額定輸入電壓
- 輸出頻率范圍：0～600Hz
? 外圍接口特性
- 可編程數(shù)字輸入：7路開…
1、S300產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范
控
制
特
性
控制方式
…
型號(hào)說明：
銘牌說明：
變頻器選型：
型號(hào)
額定輸電流（A）
額定輸出電流（A）
適配電機(jī)
KW
…
>> 應(yīng)用范圍
電力工業(yè)：鍋爐給水泵、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等；
采礦行業(yè)：礦井的排水泵和排風(fēng)扇等；
冶金行業(yè)：高爐鼓風(fēng)機(jī)、煉鋼制氧機(jī)、除塵機(jī)等；
石化行業(yè)：大型輸油泵、化工生產(chǎn)的壓縮機(jī)等；城市建設(shè)：自來水…
型 號(hào)
MT508T
硬件規(guī)格 ( Hardware Specifications ) …
型 號(hào)
MT
506L
硬件規(guī)格 ( Hardware Specifications )
外殼顏色
黑/銀白可選
…
型 號(hào)
MT4500L
硬件規(guī)格( Hardware Specifications ) …
型 號(hào)
MT4400T
硬件規(guī)格 ( Hardware Specifications )
…
型 號(hào)
MT4300T
硬件規(guī)格 ( Hardware Specifications )
…
型 號(hào)
4300C
硬件規(guī)格 ( Hardware Specifications )
…
型 號(hào)
MT4300L
硬件規(guī)格 ( Hardware Specifications )
…
>> 37A至4000A
SK790系列高性能全數(shù)字直流調(diào)速器專為滿足所有的調(diào)速應(yīng)用而設(shè)計(jì)，從單一直流電機(jī)傳動(dòng)到復(fù)雜的多電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)都能勝任。790的核心是一臺(tái)功能強(qiáng)大的32位微處理器，以及的預(yù)測電流環(huán)控制算法…
SK-3000系列電機(jī)軟起動(dòng)器，采用智能化數(shù)字式控制，以單片機(jī)為智能中心，可控硅模塊為執(zhí)行元件對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行全自動(dòng)控制，它適用各種負(fù)載的鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)控制。使電動(dòng)機(jī)在任何工況下均能平滑起動(dòng)…
SK-RPMV系列中高壓軟起動(dòng)裝置采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和電力電子技術(shù)相結(jié)合，以高壓大功率晶閘管為主回路的開關(guān)元件，通過改變晶閘管的導(dǎo)通角來控制電動(dòng)機(jī)電壓的平穩(wěn)升降和無觸點(diǎn)通斷，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的平穩(wěn)起停?！?
SK-RPR8系列全數(shù)字智能式交流電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)器是采用電力技術(shù)、微處理器技術(shù)及現(xiàn)代控制理論技術(shù)，具有水平的新型起動(dòng)設(shè)備。同時(shí)具有鍵盤控制、外控端子控制、上位機(jī)控制等多種控制模式，具有故障繼電器輸出…
功能
測量并以數(shù)字直讀方式顯示出電機(jī)轉(zhuǎn)速值。
品種規(guī)格及選型說明
型號(hào)SK-2轉(zhuǎn)速表
SK-2數(shù)字轉(zhuǎn)速表接線圖
功能
測量并以數(shù)字直讀方式顯示出電機(jī)轉(zhuǎn)速值。
品種規(guī)格及選型說明
型號(hào)SK-1轉(zhuǎn)速表
SK-1數(shù)字轉(zhuǎn)速表接線圖
介紹
SKA系列智能溫度調(diào)節(jié)儀是我公司潛心研發(fā)的一款普及型溫控儀表。該儀表以單片計(jì)算機(jī)為控制中樞，具有數(shù)字PID及自整定功能，精煉的電路設(shè)計(jì)、成熟的控制程序加上進(jìn)口的主要器件，使儀表具有穩(wěn)定可靠、適…
介紹
SKB系列是我公司研發(fā)的新型插拔式溫度控制調(diào)節(jié)儀表，此系列儀表分為通用型、增強(qiáng)型、工程型、程序型等4種類型產(chǎn)品，滿足客戶從低到高的各種需求。此系列儀表增加了電流檢測、輸出量維持、模塊自動(dòng)識(shí)別、…
【產(chǎn)品特點(diǎn)】
1、便攜式設(shè)計(jì)，可分拆電源線。
2、采用特殊阻燃耐高溫鋁殼
3、配備S11插座，無需插座轉(zhuǎn)換。
4、具備較高的啟動(dòng)能力。
5、轉(zhuǎn)換效率高達(dá)90%左右。
6、5V500MA USB接口。
7、LED指示燈顯示工作…
【產(chǎn)品特點(diǎn)】
1、便攜式設(shè)計(jì)，可分拆電源線。
2、采用特殊阻燃耐高溫鋁殼
3、配備S11插座，無需插座轉(zhuǎn)換。
4、具備較高的啟動(dòng)能力。
5、轉(zhuǎn)換效率高達(dá)90%左右。
6、5V500MA USB接口。
7、LED指示燈顯示工作狀…
【產(chǎn)品特點(diǎn)】
1、便攜式設(shè)計(jì)，可分拆電源線。
2、采用特殊阻燃耐高溫鋁殼
3、配備S11插座，無需插座轉(zhuǎn)換。
4、具備較高的啟動(dòng)能力。
5、轉(zhuǎn)換效率高達(dá)90%左右。
6、5V500MA USB接口。
7、LED指示燈顯示…
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