电气·控制中图分类号：TQ172;TM403
文献标识码：B
王进峰：水泥厂高压电机的变频节能改造
文章编号：1007-0389(2013)066802
水泥厂高压电机的变频节能改造
王进峰（冀中能源股份有限公司水泥厂，河北邢台054103）
1改造背景
随着水泥市场竞争的不断加剧，节能降耗已成
为水泥生产企业降低生产成本、提高产品竞争力的重要手段之一。变频调速作为重要的节能设备，已越来越普及，且随着变频技术的发展，高压变频技术已经成熟。
在水泥工业生产中，要根据生产需要对风机设备的风压、风量等指标进行控制和调节，以适应工艺要求和运行工况。我厂两条熟料生产线的高温风机原使用的控制手段是电机直接启动、利用液力耦合器实现风机软启动控制并控制输出转速，再辅以风门控制来改变风压大小。在生产过程中，不论生产的需求大小，电机都要全速运转，不仅启动电流大、控制精度受到限制：而且还造成大量的能源浪费，并导致设备使用寿命缩短，尤其是耦合器的维护和维修费用居高不下，从而导致生产成本增加：此外，精合器一旦出现问题，就必须全线停产，带来的经济损失巨大。
为改变这一状况，我厂于2012年9~12月对两条熟料生产线高温风机的控制方式进行了高压变频改造。高压变频调速装置的使用，改变了三相交流异步电动机只能以定速方式运行的陈旧模式，使得电动机及其拖动负载在无须任何改动的情况下即可以按照生产工艺要求，调整变频器输出频率以调整风量和风压大小，从而达到节电的目的。通过改造前后的电流监测对比，改造后节能效果业著，且系统运行稳定。
2高压变频器选用及其改造方案实施 2.1高压变频器的选用及其性能介绍 2.1.1高压变频器的基本配置
本次改造选用高一高结构的变频装置，型号为 ZINVERT-A6H1800/06Y。其系统输人为6kV， 50Hz且有自动切换的电源旁路系统：输出频率0~ 50Hz，相应输出电压0~6kV。该变频装置采用电压源型，每相功率单元串联形成高压输出，配置干式移相整流变压器作为隔离变压器；副边采用延边三角形接线，绝缘等级为H级。变频装置的功率单元为
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模块化设计，方便从机架上抽出、移动和变换，所有单元可以互换。
2.1.2高压变频器的性能
（1）运行稳定好。该变频装置对输出电缆的长度没有任何要求，变频装置保护电机不受共模电压及dV/dt应力的影响，变频器与标准异步电机能够长期正常运行（输出频率最好在30Hz以上，否则可能造成电机定子温度高）。变频装置对电网电压的波动有较强的适应能力，在±10%电网电压波动时能满载输出。
(2）该变频装置具有远程/本地控制切换的功
能，能实现对变频器的远距离操作：变频系统不设转速传感器，能够在电机还在旋转时再次启动电机；且整个频率调节范围内，被控电动机均能保持正常运行（在最低输出频率时，能持续地输出额定电流：而）最高输出频率时，能输出额定电流或额定功率）。
（3）多项保护功能。该变频调速装置本身具有短路、缺相、过流、过压、欠压、超频保护功能，还具有单相接地保护、失速保护、变频器过载和电机过载保护、变压器过温保护、半导体器件的过热保护、瞬时停电保护等功能，其保护性能符合国家有关标准的规定；而且这些保护功能均在中文用户界面上指定故障确切位置，便于采取应对措施。其中：①输出额定电流的130%允许1min（反时限特性），超过则执行过载保护；在输出/输人额定电流的180%，立即执行输出/输人过流保护。②检测每个功率模块的直流母线电压，如果超过设定的数值（额定电压的 115%），则变频器执行过压保护（此保护实际上包括了对电网电压正向波动的保护)；如果低于设定的数值（额定电压65%），则变频器执行欠压保护（此保护实际上包括了对电网电压负向波动的保护）。 ③在变频调速系统控制器内设置温度检测，当控制器温度超过预先设置的温度值时，发出温度报警信号：在主要发热元件（整流变压器和电力电子功率器件)上放置温度检测，一且超过极限温度（变压器过热130℃、功率器件过热85℃)则执行过热保护；若甲方提供电机的温度接点或温度模拟信号可输送到 PLC，可实现电机的温度过热保护。④设置有变频系统进线输入缺相保护、变频系统输出（电机）缺相
水泥工程2013年第6期