產(chǎn)品與解決方案/PRODUCT AND SOLUTIONS
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解決方案
賦能空壓機高效運行 | 新風(fēng)光高壓變頻軟啟的能效提升方案
空壓機作為一種通用的機械設(shè)備，在多個行業(yè)中發(fā)揮著重要作用。新風(fēng)光電子科技股份有限公司研制的高壓級聯(lián)式變頻軟啟動裝置，采用一拖二的變頻軟啟動裝置軟啟動技術(shù)在空壓機負載上成功應(yīng)用，給用戶帶來了突出的經(jīng)濟效益，保證了現(xiàn)場的穩(wěn)定運行。
山東某化工企業(yè)有兩臺空壓機，是生產(chǎn)過程中的重要設(shè)備，現(xiàn)場兩臺電機均為10kV、4000kW，需求空壓機設(shè)備啟動時應(yīng)保證不會出現(xiàn)電網(wǎng)拉低或者電網(wǎng)波動，啟動時間短、控制便捷等一系列問題。針對此類情況，新風(fēng)光電子科技股份有限公司（以下簡稱“新風(fēng)光”）出具變頻軟啟動一拖二解決方案，滿足現(xiàn)場使用的一系列需求，現(xiàn)場投運后表現(xiàn)出極高的可靠性，穩(wěn)定性，便捷性。為了實現(xiàn)現(xiàn)場的各種訴求，變頻軟啟動裝置具備了以下條件： 變頻軟啟動具有高防護、高穩(wěn)定性、高便捷行，全程可實現(xiàn)無人值守。 變頻軟啟動裝置為帶電抗器的無擾一拖二切換裝置，變頻軟啟動裝置可以任意拖動一臺電機運行，無啟動順序限制，保證現(xiàn)場的工藝要求。 變頻軟啟動裝置啟動過程要求平穩(wěn)，啟動力矩大，空壓機啟動時間短，保證現(xiàn)場使用需求。 變頻軟啟動裝置具備嚴格的電氣互鎖和程序互鎖邏輯，嚴格控制無擾切換過程刀閘順序，并具備完整的故障報警防護措施，確保切換過程穩(wěn)定。 變頻軟啟動裝置對接空壓機電控系統(tǒng)，滿足各種功能接口和監(jiān)控要求，保證運行中不會因為參數(shù)更改導(dǎo)致意外停機。 經(jīng)過反復(fù)的技術(shù)研討和方案評估，選擇新風(fēng)光 JD-BP38-2400FF2A型變頻軟啟動裝置，對空壓機進行了節(jié)能升級改造，達到了預(yù)期目的。 依據(jù)現(xiàn)場要求，新風(fēng)光變頻軟啟動裝置需要實現(xiàn)空壓機的兩臺無序啟動，系統(tǒng)需要具有重載啟動，無擾切換，邏輯保護、通訊接口等基本功能，此外新風(fēng)光高壓變頻軟啟動裝置還具備以下特點： 采用完美無諧波的單元串聯(lián)多電平拓撲結(jié)構(gòu)，具有較低的電網(wǎng)電流諧波，滿足電網(wǎng)對電能質(zhì)量的嚴格要求，無需使用輸出濾波器，可采用普通異步電動機。 振蕩抑制技術(shù)：電機輕載或空載時會出現(xiàn)局部不穩(wěn)定現(xiàn)象，這時的電流幅值波動很大，電流的振蕩可能會導(dǎo)致系統(tǒng)因過流或過壓而觸發(fā)保護。我公司采用優(yōu)越的電流振蕩抑制算法，能有效抑制電流的振蕩抑制，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的工作。 中性點漂移功能：檢測到單元故障后，可在100μs之內(nèi)將單元旁路，執(zhí)行星點漂移技術(shù)，保持輸出線電壓平衡，最大程度提高電壓利用率。 配置轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)功能可實現(xiàn)對多電機驅(qū)動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩實時控制。 可配置2倍以上電流過載能力，可滿足大慣量系統(tǒng)的重載啟動要求。 參數(shù)完備，系統(tǒng)提供并記錄電機運行過程所需各種參數(shù)用于現(xiàn)場監(jiān)測保護。 輸出電壓自動穩(wěn)壓技術(shù)：變頻軟啟動裝置實時檢測各單元母線電壓，根據(jù)母線電壓調(diào)整輸出電壓系數(shù)，從而實現(xiàn)自動穩(wěn)壓功能。避免電網(wǎng)波動對輸出電壓的影響。 現(xiàn)場采用一套新風(fēng)光電子科技股份有限公司生產(chǎn)的JD-BP38-2400FF2A高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，額定電壓10kV，額定電流173A，額定功率2400kW。 變頻軟啟動裝置控制方案主回路控制，便于現(xiàn)場并網(wǎng)滿足現(xiàn)場空間需求。 變頻軟啟動裝置一拖二一次系統(tǒng)圖 現(xiàn)場使用空間受限，本次設(shè)計變頻軟啟動裝置具備靈活設(shè)計，變頻軟啟動裝置可以按照用戶需求實現(xiàn)選擇任一臺空壓機啟動，啟動后電機自動無擾切換到工頻運行，之后再啟動下一臺電機運行，當變頻軟啟動裝置啟動過程故障時，可以應(yīng)客戶實際需要實現(xiàn)故障轉(zhuǎn)工頻或者工頻直啟。 變頻軟啟動開機準備流程圖 變頻軟啟動裝置上控制電，檢測高壓未就緒，接觸器狀態(tài)滿足，可以操作隔離刀1#QS1、1#QS2，隔離刀操作閉合。 02變頻軟啟動裝置自檢 檢測當前變頻軟啟動裝置回路中的刀閘是否閉合，系統(tǒng)是否無故障，外部急停及工藝允許信號是否滿足，條件均滿足則送出“高壓允許合閘”信號。 03高壓上電 “合閘允許”送出至高壓柜，高壓柜允許上電。 04電機選擇 上電完成后，依據(jù)當前的控制模式進行選擇電機，本系統(tǒng)選擇電機有三種方式。 ① HMI控制模式：HMI設(shè)定編號，主界面設(shè)定電機編號為1或者2。 ② DCS/遠控盒控制模式：依據(jù)端子信號設(shè)定編號，對應(yīng)電機編號端子輸入即為選擇完成，信號無輸入或者多輸入則判定電機編號選擇錯誤。 ③ 上位機模式：通訊設(shè)定編號，上位機可通過通訊方式寫入變頻器選擇的電機編號，變頻器支持Modbus、Profibus、Profinet、EtherCAT、Ethernet等主流通訊協(xié)議。 此外，無論何種模式選擇，人機界面和上位機均會顯示當前選擇電機的編號。 05接觸器/斷路器合閘邏輯 電機選擇完成之后，對應(yīng)回路的接觸器合閘，以變頻軟啟動裝置選擇1#電機為例。 選擇1#電機之后，判定當前的工頻回路QF11未合閘，變頻軟啟動裝置無故障，輸出接觸器KM1、KM01、KM3依次合閘，之后送出“變頻就緒”信號，現(xiàn)場接收到“變頻就緒”信號，等待現(xiàn)場的開機信號。 06轉(zhuǎn)工頻邏輯 接收到現(xiàn)場的開機信號，變頻軟啟動裝置運行，具體流程如圖3所示。闡述如下： 變頻軟啟動裝置頻率逐漸上升至50HZ，開始鎖相，等待鎖相完成，工頻接觸器QF11閉合，依次斷開接觸器KM3、KM1、KM01，變頻軟啟動裝置封波，至此轉(zhuǎn)工頻完成。 變頻軟啟動開機過程流程圖 2#電機啟動順序同1#電機，每次電機選擇前都需要判定變頻軟啟動裝置處于停機狀態(tài)，當變頻軟啟動裝置電機選擇編號發(fā)生變化時，分斷其他變頻回路的接觸器，閉合當前選擇電機回路的輸出接觸器。 注：開停機信號可以在人機界面，DCS，遠控盒，上位機等方式實現(xiàn)遠程開停機，頻率設(shè)定等操作。 07保護信號 當檢測到當前運行電機回路時，會激活相應(yīng)的變頻軟啟動裝置報警信息。為保證變頻軟啟動裝置后期兼容不同類型電機，采用參數(shù)備份切換的方式來保證變頻軟啟動裝置選擇不同回路時存在不同的應(yīng)對策略，保證現(xiàn)場的穩(wěn)定運行。 變頻器運行現(xiàn)場 現(xiàn)場電機銘牌數(shù)據(jù) 01便捷性 02高效性 03可靠性 變頻軟啟動裝置內(nèi)部采用模塊化設(shè)計，并采用高等級防護，單元位置可以互換，檢修方便。變頻作啟動器運行，內(nèi)部采用光纖通訊，通訊可靠，信號穩(wěn)定，保障設(shè)備的穩(wěn)定運行；當變頻軟啟動裝置運行過程存在故障時會自動執(zhí)行中性點漂移技術(shù)，實現(xiàn)單元故障不停機；工頻運行時為接觸器遠程控制，可以實現(xiàn)外部控制直接啟停，滿足現(xiàn)場多方面需求。 04易用性 本變頻軟啟動裝置支持任意電機編號啟動，有利于現(xiàn)場調(diào)整工藝，支持電機多參數(shù)輸入，多方面確保設(shè)備的穩(wěn)定性。 綜上，變頻軟啟動裝置的技術(shù)性能和現(xiàn)場表現(xiàn)，對應(yīng)制造業(yè)行業(yè)推廣此類控制方式，極大保證了設(shè)備穩(wěn)定的同時，最大限度的保證了現(xiàn)場的便捷和可靠性。 空壓機系統(tǒng)采用新風(fēng)光電子科技股份有限公司生產(chǎn)的JD-BP38系列變頻軟啟動裝置后，現(xiàn)場運行生產(chǎn)穩(wěn)定，空壓機啟動時長滿足實用需求，配合現(xiàn)場控制完美解決了現(xiàn)場控制復(fù)雜問題，極大提高了空壓機系統(tǒng)的便捷性?，F(xiàn)場實際應(yīng)用情況表明，使用新風(fēng)光技術(shù)先進、可靠的變頻軟啟動裝置拖動空壓機等多負載啟動現(xiàn)場，可大大提高現(xiàn)場的運行效率，降低現(xiàn)場維護量，并帶來了可觀的經(jīng)濟效益，值得廣泛推廣。
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