ZW32戶外永磁真空斷路器

隨著社會需要，節(jié)能降耗是降低成本的重要手段。以往交流電機的調速方法多采用定子調壓調速、串級調速、變極調速、滑差調速、液力耦合器調速等，在運行效率、能耗等方面均差強人意，且不利于控制。八十年代發(fā)展起來的變頻技術，開創(chuàng)了動力傳動技術的新時代，經過三十年的發(fā)展，在調速性能方面已不亞于直流調速，并且具有顯著的節(jié)能、節(jié)電效果，因此，目前變頻調速技術在電力、冶金、化工、石油等行業(yè)的電機調速中均得到了廣泛的應用，已成為現(xiàn)代動力傳動技術的一個主要發(fā)展方向。變頻技術應用于氧化鋁生產中，不但可以改善現(xiàn)有設備的運行工況、提高設備利用率、延長使用壽命，而且易于自動化控制，特別是高壓變頻器在電機及泵類流程系統(tǒng)中的應用，以其卓越的性能，在交流調速技術中具有先進的控制優(yōu)勢，因而使變頻器在生產中得到了非常廣泛的應用。

1 現(xiàn)狀分析 　　此次改造項目位于氧化鋁廠脫硅工序，舊工藝的不足之處在于：由于物料的變化，造成溶出高壓喂料泵15天左右就需要停車，補焊或更換過電流件（如泵體、葉輪、閘門），更不便的是即使補焊也要等蒸汽停送，設備停車、降溫，供料泵沖凈后才能進行，整個過程約需2個小時。補焊或更換完過流件后如需恢復運行，要使喂料泵全啟動，用閥門控制流量，等到溫度達到額定值之后，才能轉入流程。該套舊工序的工藝設計計劃45天為一周期，結果一周期內就能停車二、三次，頻繁的維修嚴重影響生產。況且，不管生產需要多少物料，電機都要全速運轉，物料在運行中的控制手段是靠調節(jié)閥門大小來調整，這樣，大部分能量都被閘板和閥門節(jié)流損失掉了，而且還人為的增加了管網(wǎng)阻力。在此過程中，喂料泵電機處于大負荷、高速下運行，造成維護量大，設備壽命短，并且生產現(xiàn)場噪聲大，嚴重危害操作人員的身體健康。為解決以上問題，分廠決定對喂料泵調速系統(tǒng)進行改造。以求實現(xiàn)既能解決料漿的流量控制問題，又能減小電機啟動對電網(wǎng)沖擊的目的。 　　

2 變頻改造 　　鑒于我公司的第二氧化鋁廠、特材廠等生產項目大都應用了低壓變頻器，使用效果非常突出，決定對喂料泵安裝高壓變頻器技術改造。在分廠裝備能源科和運營轉型小組的大力支持下，該項目迅速進入實施階段。經過2個月的緊張施工，于3月10日開啟試車。此次脫硅工序的變頻調速改造選用的是北京利德華福電氣技術有限公司生產的高壓大功率變頻器一拖二系統(tǒng)HAR-S-VERT-A06/60。運行電機采用了湖南湘潭電機廠生產的型號為YK4005-4，400KW，6KV的高壓電機。HAR-S-VERT系列高壓變頻調速系統(tǒng)采用單元模塊串聯(lián)多電平技術，具有性能優(yōu)越、控制完善、功率因數(shù)高、電流諧波少等特點。HAR-S-VERT系列高頻變壓器調速結構由移相變壓器柜、功率單元柜、控制柜組成。變壓器柜采用移相變壓器，鑒于原供料系統(tǒng)是每條管網(wǎng)一臺設備運轉，另一臺設備備用，變頻器訂做了一拖二系統(tǒng)即旁路功能，以達到我們的生產要求。 每個功率單元的電路結構均為基本的交-直-交逆變電路，由4個IGBT全控型器件組成的電壓型全橋逆變實現(xiàn)正弦SPWM控制，使輸出電壓接近于正弦波。

主控制回路采用數(shù)字信號處理器，配合數(shù)據(jù)采集單元、單元控制器和可編程控制器以及光纖通信回路構成控制系統(tǒng)。 控制單元由高速處理器來實現(xiàn)。控制器還內置一臺西門子S7-200的PLC，用于柜內開關信號的邏輯處理，以及現(xiàn)場各種操作信號和狀態(tài)信號的協(xié)調，增強系統(tǒng)的靈活性。 　　控制單元與功率單元之間采用光纖通信技術，可以實現(xiàn)強電、弱電之間電氣隔離，系統(tǒng)的安全性極高，同時具有很好的抗電磁干擾性。另外，控制電源掉電時，控制器可由配備的UPS電源繼續(xù)供電，并報警。此時變頻調速系統(tǒng)可以繼續(xù)運行30分鐘。 為保證喂料泵的運轉可靠性，保留了原來的供電回路，設計安裝了一個轉換裝置，變頻器一旦出現(xiàn)故障，可通過轉換裝置，轉換回工頻供電回路，而不影響喂料泵的正常運轉（見圖1）。 　　

3 改造后的效果 　　

3.1 節(jié)能效果顯著 　　

未進行變頻器改造時，電機運行電流為38A，改造使用變頻器后，電流降為16A，電流減小了58%，節(jié)能效果顯著。據(jù)計算，每小時可節(jié)約近100度電，每年節(jié)約電費近50萬元。特別是電機啟動和運行電流都得到了有效控制，減小了噪音。同時脫硅機出料量一改以往的模糊控制，變?yōu)榫_的變頻調控。流量控制與先前廠內的PLC控制電路融合后，使流量計、壓力計、液位計的信號處理與變頻器控制單元有效結合，達到量化生產。 　　

3.2 延長了喂料泵合閥門的使用壽命 　利用變頻調速后，減少了閘門的損壞，喂料泵和閥門壽命延長到半個周期（一個周期為45天），減降低備件和維修費用近15萬元，為原料區(qū)和分廠的降本增效奠定了堅實的基礎。

4 結論 　脫硅工藝喂料泵中使用變頻調速系統(tǒng)后，節(jié)能效果顯著，控制精度大幅度提高，軟啟動性能好，運行可靠、性能穩(wěn)定。進一步證明了高壓變頻器在提高產品質量，降低脫硅成本方面起到了重要的作用。高壓變頻節(jié)能改造是成功的。