雷諾爾高壓變頻器在海南乾金達(dá)礦業(yè)集團(tuán)有限公司無擾動(dòng)軟啟功能的應(yīng)用
一、引言
高壓電動(dòng)機(jī)直接全壓啟動(dòng)所帶來的危害主要有以下幾種：
1、造成壓降，影響同電網(wǎng)其他設(shè)備的正常運(yùn)行：交流電動(dòng)機(jī)在全壓直接啟動(dòng)時(shí),啟動(dòng)電流會(huì)達(dá)到額定電流的4～8倍。當(dāng)電機(jī)的容量相對(duì)于電網(wǎng)容量較大時(shí),啟動(dòng)電流會(huì)引起電網(wǎng)電壓的急劇下降,影響同電網(wǎng)其它設(shè)備的正常運(yùn)行。
2、造成沖擊和諧波，引起電網(wǎng)故障：交流電動(dòng)機(jī)在全壓直接啟動(dòng)時(shí)的大電流會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，引發(fā)振蕩，使電網(wǎng)失去穩(wěn)定性；且該啟動(dòng)電流含有大量諧波，造成綜保設(shè)備失靈或誤動(dòng)作。
3、損傷電動(dòng)機(jī)，降低電動(dòng)機(jī)壽命：交流電動(dòng)機(jī)在全壓直接啟動(dòng)時(shí)線圈發(fā)熱量是電機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)的三十多倍，產(chǎn)生的電磁力同樣達(dá)到了三十多倍。過高的溫度、過快的加熱速度、過大的溫度梯度和電磁力，都會(huì)對(duì)電機(jī)產(chǎn)生極大的破壞力，發(fā)熱會(huì)使絕緣加速老化，電磁力會(huì)使線圈變形、結(jié)構(gòu)松動(dòng)，影響電動(dòng)機(jī)使用壽命。
近年來,國內(nèi)技術(shù)人員對(duì)交流電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)技術(shù)進(jìn)行了做了許多研究,提出了一些新的減壓啟動(dòng)和軟啟動(dòng)方法,對(duì)各行業(yè)生產(chǎn)起到積極作用。上海雷諾爾科技公司技術(shù)人員經(jīng)過反復(fù)的理論辯證、實(shí)際試驗(yàn)，突破了技術(shù)難點(diǎn)，使高壓變頻器無擾動(dòng)軟啟功能成功運(yùn)用于生產(chǎn)過程中。
二、上海雷諾爾RNHV智能型高壓變頻器介紹
上海雷諾爾RNHV智能型高壓變頻器整機(jī)結(jié)構(gòu)共分三個(gè)部分：變壓器柜、功率單元柜、控制柜。如圖1所示。
圖1 高壓變頻器結(jié)構(gòu)圖
1、變壓器柜
變壓器柜主要由移相隔離變壓器、溫控器、冷卻風(fēng)機(jī)、電壓、電流檢測器件和避雷裝置等部件組成。如圖2所示。
圖2 移相變壓器結(jié)構(gòu)圖
2、功率單元柜
功率單元由以下幾個(gè)部分組成：輸入熔斷器，輸入整流橋，直流濾波電容，輸出逆變橋；同時(shí)包括驅(qū)動(dòng)、保護(hù)、檢測、通信、輔助電源等部分。如圖3所示。采用功率單元模塊化的設(shè)計(jì)，每一個(gè)功率單元可以從機(jī)架上非常方便的抽出，移動(dòng)和更換，所有功率單元完全相同。
圖3 功率單元原理圖
3、控制柜
控制柜主要有控制器、PLC、UPS、報(bào)警器、開關(guān)電源、控制電源開關(guān)、接線端子、觸摸屏人機(jī)界面、操作按鈕、繼電器、信號(hào)隔離器等組成。
圖4 控制系統(tǒng)原理圖
三、高壓變頻器無擾動(dòng)軟啟功能的應(yīng)用
1、項(xiàng)目介紹
海南乾金達(dá)礦業(yè)集團(tuán)有限公司是一家成立于上世紀(jì)九十年代初的大型民營企業(yè)，從事有色金屬和貴金屬的勘探、開采、選礦、冶煉以及礦產(chǎn)品的經(jīng)銷業(yè)務(wù)。該礦為海南省開采的最大地下礦井，年處理30萬噸鉬礦石。
乾金達(dá)鉬業(yè)主排水泵房共安裝有6臺(tái)排水泵，由于受到電網(wǎng)容量所限，6臺(tái)排水泵不能采用全壓直接啟動(dòng)的方式，需要加裝軟啟動(dòng)裝置，經(jīng)過電氣人員反復(fù)的調(diào)查研究，決定采用上海雷諾爾科技股份有限公司生產(chǎn)的RNHV智能型高壓變頻器對(duì)其中4臺(tái)排水泵改造，實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)。
(1)無擾動(dòng)軟啟系統(tǒng)主回路
根據(jù)現(xiàn)場工況要求，采用兩臺(tái)變頻器分別一拖二實(shí)現(xiàn)排水泵的啟動(dòng)，單套啟動(dòng)裝置如圖5所示。
圖5 主回路圖
整個(gè)系統(tǒng)包含有用戶開關(guān)柜兩臺(tái)、雷諾爾RNHV智能型高壓變頻器一套、尋相裝置一套、輸出緩沖器一臺(tái)、旁路柜兩臺(tái)。每臺(tái)旁路柜含有3個(gè)接觸器。
(2)無擾動(dòng)軟啟控制原理
控制系統(tǒng)配有選擇模式，即可以實(shí)現(xiàn)排水泵的軟啟動(dòng)，又可以實(shí)現(xiàn)變頻器拖動(dòng)排水泵調(diào)速運(yùn)行，使變頻器使用效益達(dá)到最大化。
系統(tǒng)起動(dòng)前，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行合閘控制電上電操作，接通各個(gè)低壓電源使控制系統(tǒng)工作，PLC自檢完成后開始操作，由操作人員選擇：1排水泵M1變頻調(diào)速模式；2排水泵M1無擾動(dòng)軟啟模式；3排水泵M2變頻調(diào)速模式；4排水泵M2無擾動(dòng)軟啟模式；
以排水泵M1無擾動(dòng)軟啟模式為例：選擇2排水泵M1無擾動(dòng)軟啟模式，閉合變頻器的輸出開關(guān)KM13，檢測無異常后合上變頻器的進(jìn)線開關(guān)KM11，使變頻器受電，變頻器受電正常后，發(fā)出變頻器運(yùn)行指令，變頻器按照預(yù)訂的速度指令開始帶動(dòng)電機(jī)從零速開始啟動(dòng)加速（起動(dòng)過程中電機(jī)的各類電氣保護(hù)由變頻器來負(fù)責(zé)），當(dāng)變頻器拖動(dòng)電機(jī)達(dá)到電網(wǎng)側(cè)工頻轉(zhuǎn)速，尋相裝置鎖相成功，達(dá)到并網(wǎng)條件后，系統(tǒng)發(fā)出指令控制排水泵M1的工頻開關(guān)KM12閉合，當(dāng)工頻開關(guān)KM12完成閉合動(dòng)作后，變頻器輸出聯(lián)鎖切斷，變頻器停止輸出，輸出開關(guān)KM13斷開。在此過程中保持KM4斷開。啟動(dòng)過程結(jié)束。
排水泵M1無擾動(dòng)軟啟完成后，變頻器可以選擇繼續(xù)無擾動(dòng)軟啟或變頻拖動(dòng)排水泵M2。
(3)無擾動(dòng)軟啟改造的效果
經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)際測量，變頻器無擾動(dòng)軟啟排水泵時(shí)，啟動(dòng)電流始終保持在額定電流以內(nèi)，啟動(dòng)切換平穩(wěn)，對(duì)電網(wǎng)無沖擊，諧波小，對(duì)電網(wǎng)電氣設(shè)備的影響小，不對(duì)電機(jī)絕緣造成不良影響，達(dá)到了預(yù)期效果。系統(tǒng)還整合有變頻調(diào)速運(yùn)行模式，用戶可根據(jù)現(xiàn)場需要靈活調(diào)整運(yùn)行方式，提高變頻器使用效率，節(jié)約電能。
四、結(jié)束語
經(jīng)過多個(gè)項(xiàng)目的驗(yàn)證，上海雷諾爾高壓變頻器無擾動(dòng)軟啟功能業(yè)已成熟可靠，此功能不僅適用于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，亦可適用于繞線式電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)，解決交流大容量電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)問題，體現(xiàn)了上海雷諾爾科技股份有限公司在高壓變頻技術(shù)改造上的技術(shù)解決能力，以及在大型風(fēng)機(jī)、球磨機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等大型負(fù)載啟動(dòng)方面的技術(shù)解決能力。
