變頻器在選煤廠機電領域中的節(jié)能應用與研究

馮殿聚

摘要：變頻器狀態(tài)的良好是選煤企業(yè)穩(wěn)定運行的基礎條件，選煤廠對變頻器的運用也具有較高的標準。隨著社會經濟的發(fā)展加快，與科技的迅速發(fā)展，電子技術的發(fā)展也逐漸受到各個領域的關注。變頻器是現階段我國節(jié)能應用與工藝控制中主要的自動化設備，得到了廣泛的應用。

關鍵詞：洗煤廠;變頻器;節(jié)能減耗技術

引言

變頻器在暫停運行的前提下，充足的電力傳入也屬于必要條件，若電能傳輸與運行時的用電量一致，會導致大量電能的損耗，所以要想切合企業(yè)不同時期中的不同變頻標準，達到理想的節(jié)能目標，選擇相應有變頻設備就變得尤為重要。 1變頻器的概述首先是變頻器含義變頻器主要是通過半導體器件的通斷作用來將頻率較為固定的交流電進行轉換，轉換成頻率較為連續(xù)的，并且可以進行控制的裝置。其次是變頻器的使用原理變頻器是通過三項二極管的整流電路來將三相交流電進行轉換，通過變頻器內部的IGBT管對逆變器所輸出的電波進行改變，對頻率進行處理。在每組的IGBT進行控制的周期內，對其通斷的時間比進行改變，簡單地說就是通過對脈沖的寬度來對逆變器所輸出的電壓幅值大小進行轉變。

2功率變頻以及低壓電頻的使用

功率變頻以及低壓電頻的使用主要是：在變頻設備選擇環(huán)節(jié)中，應該優(yōu)先選擇功率小的設備。以從根本上緩解電能高損耗的現象，在滿足生產標準的基礎上，還需要優(yōu)先選用低電壓的設備，盡管一個低電壓設備僅僅節(jié)省很少量的電能，但是在多個設備運轉時，就會節(jié)省大量電能。因此，在低壓設備總量多的條件下，會實現理想的節(jié)能目標。所謂功率因數，也就是說有效功率與實際功率比。比值越高，功率也會提高，因此在使用變頻設備過程中，需要最大化的防控無效功率，以提升功率因數，功率因數值的提升能夠轉變電氣設備的電容，減少電能的損失，節(jié)省設備運行成本。要實現這樣的目標，就需要結合具體條件來選取相應設備，并降低設備無效運轉時間。除此之外，我們都知道，線路越長，電能的損耗也越大，這也是減少電能損耗的核心思想，也正是由于以上原因，所以在變頻器中，應盡量減少線路長度，在一些障礙較好的變頻區(qū)，必須實行直線引入，對于一些無法實現線路直線引入的區(qū)域，也應盡量避免不必要的線路迂回。在制作線路時，也應考慮到線路電阻值，不同金屬材料的導電能力和電阻也各不相同，多次的實驗證明，在綜合考慮到線路費用和電能消耗時，應使用銅線減少鋁線的使用。在遇到特別長的線路時，應該選用直徑較大的線路，在達到目的后再換用相應的細線，這樣同樣能夠減少電路損耗。

3變頻器在選煤廠機電領域中的節(jié)能應用

3.1功率變頻與低壓電頻的使用變頻器在選煤廠機電領域中的節(jié)能應用之一是功率變頻與低壓電頻的使用。

在選擇變頻設備時，在效果相差不大時，應當選擇功率較小的設備。在保障選煤廠的各個生產環(huán)節(jié)的生產標準的同時，選用低電壓的設備可以從根本上緩解電能高損耗的情況。雖然少量的低電壓設備所節(jié)省的電能微乎其微，但是在選煤廠中同時存在多個設備運轉，在實際的選煤廠運轉時，選用低電壓的設備可以節(jié)省大量的電能。

3.2變頻器在泵上的節(jié)能應用

變頻器在選煤廠機電領域中的節(jié)能應用之二是變頻器在泵上的節(jié)能應用。在選煤廠的水泵流量控制上可分為閥門調節(jié)以及擋板調節(jié)兩大方面。若采用閥門調節(jié)，系統(tǒng)壓力P數值將會變大，會對泵體與閥門的密封性帶來不良影響，如果長此以往，還會破壞泵體與閥門的密封性，給選煤廠帶來不必要的損失。如果采取調節(jié)轉速的方式實現流量的控制，系統(tǒng)所受的壓力P將會隨著泵的轉速下降而下降，不會給泵體與閥門的密封性帶來不利影響。通過分析大量的現場數據發(fā)現，當選煤廠的工藝環(huán)節(jié)要求水泵流量從百分百降低一半時，在理論上，調節(jié)轉速所消耗的功率比調節(jié)閥門的功率少75%以上。通過調節(jié)轉速的方法控制泵水量，不僅節(jié)能還能夠明顯改善設備運行工況。

3.3電路濾波

變頻器在選煤廠機電領域中的節(jié)能應用之三是電路濾波。變頻器在運行過程中，會引起電網電壓、電流波形發(fā)生畸變，按低壓配電電路諧波的管理標準，電壓綜合畸變率應控制在5%以下，如果電壓綜合畸變率高于5%，為保證供電質量，可以在變壓器與變頻器之間加裝平滑高頻擾動性能很強的交流電抗器，從而抑制諧波電流。驅動電機和變頻器之間主回路供電電纜較長，就會有較大的高頻電流產生于供電線路之間的分布電容中，增加漏電流，影響電流顯示的精確度、精準度，甚至可能會導致變頻器出現過流跳閘故障。針對這種情況，在安裝條件允許的條件下，需要嚴格控制驅動電動機的供電電纜長度，最大限度的縮短電動機和變頻器之間的供電電纜長度。如果驅動電動機功率在3.7kW以下，保證供電電纜在50m以下;如果驅動電動機功率在3.7kW以上，保證供電電纜在100m以下。如安裝條件不允許，不能按規(guī)定長度安裝，可以將電路濾波器應用到系統(tǒng)中，電路濾波器的應用可以減小供電電纜的對地電容，減少干擾的發(fā)射源，可以避免電動機絕緣受到變頻器浪涌電壓的影響和損傷。還可以采取多臺電動機并聯運行的方式降低長距離配線時的漏電現象。在整流電路輸出側的濾波電路中安裝直流電抗器，將混雜在直流電流上的交流分量限定在某一規(guī)定值，既保持整流電流連續(xù)，減小電流脈動值，又對變頻器輸出側功率因數進行補償。在變頻器的輸入側安裝交流過濾電容器可以降低無線電干擾，從而充分降低變頻器干擾（尤其注意的是不能在變頻器的輸出側安裝電容器）;其次，在變頻器的輸入側或輸出側安裝無線電干擾抑制零相電抗器，也可以對變頻器的無線電干擾起到很好的抑制作用。

3.4正確安裝

變頻器在選煤廠機電領域中的節(jié)能應用之四是正確安裝。為了減少變頻器和其他設備對模擬量信號的干擾，使用模擬量信號進行遠程控制變頻器時，控制電纜和驅動動力電纜不能放置在同一配線管或線槽中，并且必須保證控制電纜回路和驅動動力電纜間的距離不小于30cm。即便在控制柜中，也要嚴格按照這樣的接線規(guī)范，如果特殊情況下在某些區(qū)域驅動動力電纜和控制電纜相隔距離較小，甚至不能完全分離，必須要屏蔽控制電纜。屏蔽方法是將控制電纜放置在接地的金屬通道內，將控制電纜封入接地的金屬管內。使用雙股絞合屏蔽線，使用過程中要注意，電線截面為0.75cm2，電纜剝線長度要控制在5mm～7mm，在滿足使用的情況下盡可能短。為防止屏蔽線與系統(tǒng)內其他設備接觸引入干擾，要用絕緣膠布將剝線以后的屏蔽層包裹起來。同時，鋪設線路要遠離大容量變壓器和電機。在特定情況下控制電纜必須要與動力供電電纜交叉，兩者的布線角度必須保持在90°。在震動環(huán)境和電磁干擾環(huán)境中，由于抖動，接近開關和壓力傳感器中偶爾會產生錯誤的信號?？梢酝ㄟ^軟件編程延時輸入數字信號或模擬信號，例如輸入信號持續(xù)1s甚至更短時間，就將其視為被干擾的無效信號，不輸入PLC作為數據;輸入信號時間持續(xù)在1s以上，將其視為有效信號，再讀入PLC作為數據處理。這樣可以消除誤動作的發(fā)生，保證系統(tǒng)可靠運行。

結語

總而言之，在選煤廠發(fā)展進程中，通常會運用到較高的電能，因此，就應該考慮減少電能的損耗。運用合理的措施來減少電能的損耗，從而為企業(yè)經濟目標的實現創(chuàng)造條件。那么在具體行動中，企業(yè)就不能因善小而不為，也不能始終過度依賴對以往高耗能變頻設備的運用，而是應該不斷對這些設備進行安全檢修和功能優(yōu)化。 所以，減少電能損耗，不只是會促進企業(yè)實現理想經濟目標，更重要的是還能夠在節(jié)約基礎資源的同時，也促進國家的良好發(fā)展。

參考文獻

[1]王忠禮.洗煤廠變頻器節(jié)能減少技術的推廣[J].工業(yè)技術，2012（07）