西門子低壓變頻器(G120)在石油化工行業(yè)的應(yīng)用

西門子低壓變頻器(G120)在石油化工行業(yè)的應(yīng)用

在技術(shù)改造項(xiàng)目中，變頻器的投入和使用，節(jié)能效果是顯而易見的。在新建項(xiàng)目中，變頻器在風(fēng)機(jī)、水泵中的應(yīng)用也深入到鋼鐵、石油、化工各個(gè)行業(yè)，節(jié)能效果為大家所共識(shí)，是經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢。

1 西門子低壓變頻器(G120)的技術(shù)特點(diǎn)

1) 模塊化。西門子SINAMICS G120低壓變頻器是1個(gè)由多種不同功能單元組成的模塊化變頻器。其主要單元： 控制單元(CU)，功率模塊(PM)?？刂茊卧梢园凑諑追N不同的方式對(duì)功率模塊和所接的電機(jī)進(jìn)行控制和監(jiān)控。它支持與本地或中央控制的通信并且支持通過監(jiān)控設(shè)備和輸入/輸出端子的直接控制。功率模塊支持的電機(jī)的功率范圍為0.37～250.00kW。功率模塊由控制單元的微處理器進(jìn)行控制。高性能的 IGBT電機(jī)電壓脈寬調(diào)制技術(shù)和可選擇的脈沖頻率的采用，使得電機(jī)運(yùn)行極為靈活可靠。多方面的保護(hù)功能可以為電機(jī)提供更高一級(jí)的保護(hù)。此外，還提供了許多可選的附件，例如： 基本操作面板(BOP)，可用于參數(shù)化、診斷、控制和參數(shù)拷貝，A和B級(jí)進(jìn)線濾波器，進(jìn)線電抗器，制動(dòng)電阻，輸出電抗器。

2) 集成的安全保護(hù)。該變頻器的基本單元中包含適用于基于安全保護(hù)應(yīng)用的型號(hào)，所有的功率模塊都是按照故障安全的要求進(jìn)行內(nèi)部設(shè)計(jì)的。通過將功率模塊和帶有集成安全保護(hù)的控制單元聯(lián)用，便可以組成帶有集成的安全保護(hù)功能的變頻器。它可以提供以下4種安全保護(hù)功能，且符合 EN 954-1，Cat. 3 和 IEC 61508 SIL 2 的標(biāo)準(zhǔn)和要求： 安全停車1(SS1)，安全限速(SLS)，安全抱閘控制(SBC)，安全轉(zhuǎn)矩截止(STO)。

3) 創(chuàng)新的冷卻理念和加涂層的電子模塊?？梢允棺冾l器的使用壽命和高效運(yùn)行時(shí)間顯著加長。該特點(diǎn)主要基于以下幾個(gè)方面： 所有熱損耗的散熱通過外置的散熱片；通風(fēng)風(fēng)道中沒有電子器件，控制單元采用標(biāo)準(zhǔn)的自然對(duì)流散熱，所有冷卻空氣流經(jīng)散熱片。

4) 變頻器調(diào)試軟件 STARTER?？梢詫?duì)該變頻器進(jìn)行調(diào)試和維護(hù)，對(duì)于簡單的調(diào)試，它可以提供操作向?qū)б约涌煺{(diào)試過程，同時(shí)也提供界面友好的，與傳動(dòng)相關(guān)的復(fù)雜解決方案?；竟δ埽?基本參數(shù)調(diào)試，快速參數(shù)調(diào)試，參數(shù)恢復(fù)出廠，參數(shù)備份上傳，端子仿真功能，故障分析診斷。

2 西門子低壓變頻器(G120)在現(xiàn)場的應(yīng)用

1) 大慶煉化公司污水回用的舊變頻器改造(石油行業(yè))。大慶煉化污水回用配電間緊臨近污水處理區(qū)，配電間內(nèi)的腐蝕性氣體超標(biāo)。原配電間內(nèi)安裝的變頻器，由于使用時(shí)間較長、電磁輻射干擾以及腐蝕性氣體侵蝕造成了變頻器的運(yùn)行不穩(wěn)定、故障頻發(fā)，電路板及接線端子的銹蝕嚴(yán)重，經(jīng)常出現(xiàn)停機(jī)的現(xiàn)象，對(duì)于維護(hù)和修理的難度非常大?？蛻艚?jīng)過綜合調(diào)研和考慮，選用了西門子G120的低壓變頻器來替換老的變頻器。

a) 根據(jù)用戶的要求更換了原來的老式GGD柜體，換成了威圖的標(biāo)準(zhǔn)配電柜，配置的該變頻器采用了整體背板的安裝方法，有利于抗諧波干擾及電磁輻射。

b) 考慮到配電間的電子開關(guān)設(shè)備較多，變頻器配置了輸入側(cè)電抗器，既能阻止來自電網(wǎng)的干擾，又能減少整流單元產(chǎn)生的諧波電流對(duì)電網(wǎng)的污染。同時(shí)考慮到了負(fù)載線路過長加裝了輸出側(cè)電抗器，有效抑制變頻器的IGBT開關(guān)時(shí)產(chǎn)生的瞬間高電壓，減少此電壓對(duì)電纜絕緣和電機(jī)的不良影響。

經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行，該變頻器具有完善過流、短路、過壓、欠壓、缺相、溫升保護(hù)等多項(xiàng)保護(hù)功能，并且抗干擾能力較強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定。帶涂層的模塊，防止了腐蝕性氣體的損害，運(yùn)行至今無故障發(fā)生。

2) 大慶宏偉慶化空冷風(fēng)機(jī)新增變頻項(xiàng)目(化工行業(yè))。大慶宏偉慶化公司新建裝置的冷卻塔空冷風(fēng)機(jī)均采用該變頻器進(jìn)行控制。根據(jù)用戶的要求，變頻器柜要求設(shè)有工/變頻轉(zhuǎn)換開關(guān)，變頻器配置輸入電抗器、輸出電抗器，保證了功率因數(shù)并解決了電機(jī)電纜距離過長對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響。變頻器輸入側(cè)裝有西門子的快融保險(xiǎn)，保證了變頻器或者負(fù)載短路的情況下快速隔離故障。

眾所周知，冷卻塔的風(fēng)機(jī)慣性都比較大，減速過程中負(fù)載會(huì)發(fā)電反送到變頻器，經(jīng)常造成變頻器直流部分過壓報(bào)警或停機(jī)的情況。用戶建議采用變頻器加裝制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻的方式來抑制減速過程中直流電壓高的問題。這樣既增加了客戶的投入成本，又因?yàn)樵黾拥闹苿?dòng)電阻等設(shè)備造成了配電柜內(nèi)空間緊張及柜內(nèi)溫度高等情況。

基于該變頻器模塊化設(shè)計(jì)的靈活優(yōu)點(diǎn)，選用了PM250S的功率單元。它采用了一種創(chuàng)新的電路設(shè)計(jì)，可以與電源之間進(jìn)行能量交換。這種創(chuàng)新的電路可允許再生的能量回饋到電網(wǎng)，達(dá)到節(jié)能的目的。它憑借可回饋高達(dá)65%的制動(dòng)能量反饋功能，既解決了減速過程中直流電壓高的問題，又能夠大幅節(jié)約能源。

3 低壓變頻器(G120)的應(yīng)用前景

西門子G120全新的模塊化變頻器顛覆了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念。隨著中國工業(yè)的快速發(fā)展，變頻器的使用越來越廣泛。西門子低壓變頻器(G120)經(jīng)過幾年的石油、化工及其他領(lǐng)域的現(xiàn)場應(yīng)用證明，在用于風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備驅(qū)動(dòng)控制場合取得了顯著的節(jié)電效果的同時(shí)，又增強(qiáng)了變頻器的穩(wěn)定和可靠性，既節(jié)約了能源，又滿足了生產(chǎn)工藝要求。(深圳市英億達(dá)大成科技有限公司毛忠新)