鋼廠一次除塵變頻器冗余改造方案優(yōu)選

摘要：

對(duì)于單元級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)變頻器增加冗余的兩種方案進(jìn)行了比較，并基于南鋼煉鋼廠一次除塵系統(tǒng)現(xiàn)狀給出傾向性選擇意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：

一次除塵；單元級(jí)聯(lián)式變頻器；自動(dòng)旁路；冗余；南鋼

中圖分類(lèi)號(hào)：

TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672—3198（2015）21020901

0引言

南鋼煉鋼廠新廠區(qū)目前配備3臺(tái)高壓變頻風(fēng)機(jī)，每臺(tái)對(duì)應(yīng)1座頂?shù)讖?fù)合吹轉(zhuǎn)爐。因?qū)嶋H未考慮備用風(fēng)機(jī)，所以一旦風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障將直接導(dǎo)致相應(yīng)轉(zhuǎn)爐停產(chǎn)。鑒于此，我們考慮給系統(tǒng)增加冗余備份系統(tǒng)，以便老變頻器出現(xiàn)故障后，系統(tǒng)能繼續(xù)運(yùn)行。

因現(xiàn)場(chǎng)條件所限，不可能增加1套完整的高壓變頻風(fēng)機(jī)以及相應(yīng)的氣路切換盲板閥組，因此只能基于現(xiàn)有的3臺(tái)西門(mén)子羅賓康變頻器進(jìn)行改造。經(jīng)與設(shè)備廠家反復(fù)討論磋商，初步確定了兩個(gè)可行的方案。

1增加功率單元自動(dòng)旁路系統(tǒng)

增加功率單元自動(dòng)旁路系統(tǒng)即為變頻器內(nèi)每個(gè)功率單元增加故障旁路電路并在控制單元增加相應(yīng)的旁路控制板件，具體來(lái)說(shuō)：

現(xiàn)場(chǎng)采用的西門(mén)子羅賓康6SR3502-6MF43-0BF0-Z型高壓變頻器輸入電壓6.6kV，功率2240kW采用若干個(gè)低壓PWM變頻功率單元串聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)直接高壓輸出。10kV電網(wǎng)電壓經(jīng)過(guò)副邊多重化的隔離變壓器降壓后給功率單元供電，功率單元為三相輸入、單相輸出的交直交PWM電壓源型逆變器結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)變壓變頻的高壓直接輸出，供給高壓電動(dòng)機(jī)。

圖1所示為6單元串聯(lián)的西門(mén)子羅賓康高壓變頻器系統(tǒng)示意圖。

對(duì)于2240kW，6kV輸出電壓等級(jí)，每相由6個(gè)額定電壓為630V的功率單元串聯(lián)而成，輸出相電壓達(dá)3780V，線(xiàn)電壓達(dá)6.6kV，每個(gè)功率單元分別由輸入變壓器的一組副邊供電，功率單元之間及變壓器二次繞組之間相互絕緣。二次繞組采用延邊三角形接法，實(shí)現(xiàn)多重化，以達(dá)到降低輸入諧波電流的目的。對(duì)于6kV電壓等級(jí)變頻而言，就是36脈沖的整流電路結(jié)構(gòu)，輸入電流波形接近正弦波。由于輸入電流諧波失真很低，變頻器輸入的綜合因數(shù)可達(dá)到0.95以上。

可以利用帶中性點(diǎn)漂移功能的功率單元自動(dòng)旁路技術(shù)實(shí)現(xiàn)變頻器的故障冗余，當(dāng)變頻器選配該功能時(shí)，變頻器會(huì)給每一個(gè)功率單元配置機(jī)械旁路接觸器和一套旁路控制系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的旁路技術(shù)相比，西門(mén)子旁路技術(shù)具有如下特點(diǎn)：

（1）當(dāng)某相有單元故障時(shí)，變頻器無(wú)需切除其余兩相好的單元，只需要調(diào)整相與相之間夾角，從而最大限度的提高了變頻器輸出電壓能力；

（2）可以允許變頻器每相在只剩下一個(gè)單元正常時(shí)，仍然不跳機(jī)繼續(xù)運(yùn)行；

（3）采用機(jī)械接觸器，可以確保在有功率單元故障時(shí)，即便處在滿(mǎn)載大電流情況下，也可靠切除故障單元。

2增加一臺(tái)變頻器

增加一臺(tái)變頻器即在原有變頻系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，另外增加一套變頻系統(tǒng)，通過(guò)6個(gè)高壓刀閘開(kāi)關(guān)切換實(shí)

現(xiàn)1臺(tái)變頻器對(duì)3臺(tái)風(fēng)機(jī)的備份，在線(xiàn)變頻器出現(xiàn)故

障時(shí)轉(zhuǎn)換備份變頻器恢復(fù)生產(chǎn)。

詳見(jiàn)圖4的虛線(xiàn)部分。當(dāng)現(xiàn)有變頻器中任一臺(tái)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，可以將第四臺(tái)變頻器通過(guò)開(kāi)關(guān)A1、A2、A3、B1、B2、B3將連接到相對(duì)應(yīng)的電機(jī)，從而保障系統(tǒng)無(wú)停機(jī)連續(xù)運(yùn)行。至于開(kāi)關(guān)A1、A2、A3、B1、B2、B3，可以根據(jù)預(yù)算的高低，選擇手動(dòng)刀閘或接觸器。

3方案評(píng)價(jià)

兩種方式各有利弊，第一種方式改造預(yù)算相對(duì)較低，這種方式可以在任一臺(tái)變頻器功率單元出現(xiàn)故障的情況下，變頻器不停機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，從而保障系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。但該方案對(duì)于變頻器內(nèi)變壓器或控制系統(tǒng)產(chǎn)生的故障無(wú)能為力；而第二種方案，可以解決任一臺(tái)變頻器任意故障時(shí)的備份功能，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)故障不停機(jī)，且除變頻器外須新增高壓開(kāi)關(guān)柜、高壓刀閘切換柜、電纜，并涉及部分土建施工，造價(jià)相對(duì)較高。

綜合來(lái)看，風(fēng)機(jī)故障時(shí)轉(zhuǎn)爐短時(shí)間停吹并非不可接受，為最大限度確保生產(chǎn)正常進(jìn)行我們?nèi)詢(xún)A向于第二種方案，即新增1臺(tái)變頻器，目前項(xiàng)目正在申報(bào)實(shí)施過(guò)程中。

參考文獻(xiàn)

[1]SIEMENS-ROBINCON產(chǎn)品功能說(shuō)明書(shū)[Z].