矿井通风总阻力为，其中井下巷道的通风阻力为风硐立闸门的局部阻力为DE，主要通风机提供的压能大部分消耗在克服立闸门的局部阻力上。因为立闸门开启较小，使风流断面突然变小再扩大，造成大量的能量损失。风机的工作风压为> C，风机消耗功率"：，通风机的风量、风压远远超过矿井生产所需要的风量及通风阻力，造成严重的电能浪费，实属“大马拉小车”现象。矿井生产初期，通风机在常规运行时每小时的耗电量为DHM，电费为元；在串调运行时每小时的耗电量为元。串调运行比常规运行每小时节电元，节电率为根据分析比较，可以看出：通风机在串调运行状况下，电动机的转差功率通过逆变装置回馈电网，使风机耗电量减少，起到节电作用。通风机在串调运行状态下，虽然风机的节电率达，节约电费万元。煤矿主要通风机运行现状及改造分析，使风机的串调范围由增大到风机初期运行在低转速下，满足矿井较小风量的要求，随着矿井用风量的增大，逐渐提高风机转速，达到节电效果。并对改造方案及效益进行了阐述。转速下风机提供的风量及压力大于矿井生产所需风量，还存在电能浪费现象，并且用立闸门调节风量，能量大部分消耗在立闸门上，因此，通风机在节电方面还有很大的潜力。通风机节电改造的方案通风机节电改造的途径通风机节电改造的途径较多，如更换小功率低转速的电动机、变频调速、更改串调转速等。但从经济合理的原则出发，应尽量使用原有设备，尽可能地发挥现有设备的效能。经过技术经济比较，采用更改串调装置的调节部分，将电动机转速在现有的基础上调低到增大调速范围，使其初期在转速下运行，随着矿井需风量的变化，逐渐提高运行速度，达到节电的目的。
风机轴承箱轴承稀油池侵入式润滑，当轴承转速较高时，外置油站强制循环，轴承温度有8只电阻温度计监视；为减少气流在弯道中的气流损失，并使气流均匀流入垂直扩压器，在弯道内设有导流叶片和导流鼻；为了使风机的振动不传至进排气管道和维修时拆卸方便，机壳与整流环、扩散器之间采用围带扰性连接。
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唐山某风机修理厂，近几年用高合金粉块堆焊风机叶片的方法，修复了100台左右的风机,取得了提高风机叶片使用寿命4倍左右的效果，探索出了较理想的堆焊工艺。
1.叶片强化方法及材料的选择
1.1选择强化方法
该厂在试板上分别进行了氧乙炔喷焊与电弧堆焊的对比试验。喷焊加热速度慢、加热时间长，导致试件变形严重；而电弧堆焊加热时间短，试件变形较小，但稀释率较高。因叶轮的形状及刚度等原因，叶轮变形后校形较困难，加之在生产制造叶轮的过程中，叶轮本身已有一定的制造偏差，故为保证叶轮的尺寸及形位偏差这一基本要求，采用变形较小的电弧堆焊方法。
1.2选择材料
受磨料磨损的工件，一般选用碳化钨或高铬合金铸铁作为堆焊材料。但采用电弧堆焊的方法，会使碳化钨原始颗粒大部分熔化，在堆焊层析出硬度并不算高的含钨复合化合物，影响耐磨性的提高；而采用唐山友达特种焊材有限公司生产的Fe-05高铬合金粉块作为堆焊材料，可使堆焊层含有Cr7C3高硬相，且其价格比碳化钨便宜。
2堆焊工艺
工艺是影响堆焊质量的重要因素。根据对叶轮的要求，把堆焊叶片的工艺重点放在了降低稀释率和减少焊后变形这两个方面。
2.1降低稀释率
堆焊层的稀释率，反映了堆焊层中母材熔入数量的百分比。叶轮母材一般为Q235或16 Mn。母材熔化后对耐磨合金材料起稀释作用，会降低堆焊层合金化的效果，影响耐磨性。在保证母材与耐磨合金相互熔合的前提下，降低稀释率就是减少母材熔化量。经过不断摸索,该厂认为：电流掌握在330-350(A),电压掌握在25-30(V),焊接时间掌握在1分30秒,的堆焊工艺规范效果最好。为减少母材熔化量，应注意使堆焊电流减小、电压降低、堆焊速度加快；但堆焊电流过小，会使耐磨合金粉块不易熔化，导致堆焊速度减慢。欲使堆焊速度加快，又需加大堆焊电流。这一矛盾只有通过试验才能找到最佳组合。焊工操作时需注意以下两点：
(1)电弧摆动幅度尽量小，以刚超出粉块边缘为宜，但不可咬边；(2)采用坡度为5°～10°的下坡焊，使熔池流动方向与施焊方向一致。
2.2控制叶轮变形量
堆焊后的叶轮，在验收时不仅需作静、动平衡试验，还需各表面的尺寸、形状及位置满足偏差要求。由于堆焊会使叶轮受热不均匀，产生焊接应力，导致焊接变形等，故还需采取适当工艺措施，才能把叶轮变形控制在公差范围内。在堆焊时采取了以下工艺措施：
(1)保证焊接顺序
在每一叶片上堆焊完一块粉块后，转动叶轮，在对称叶片相应位置，堆焊另一粉块。如此循环往复，直至把各叶片堆焊完毕。以此顺序堆焊，可使叶轮前、后盘均匀收缩，并可避免热应力过于集中，减少焊接变形。
(2)锤击焊缝
叶轮变形是由于堆焊层在冷却过程中发生纵向、横向收缩造成的。每堆焊完一粉块，用小锤轻击，延展堆焊层，可补偿部分收缩量，减少变形。
(3)减少线能量减小线能量能使叶片受到的热输入量减少，热应力变小。这与降低稀释率的要求是一致的。
今年以来，潞安集团公司王庄煤矿以建设数字化本安型矿井为核心，积极构建装备齐全、数据准确、断电可靠、处置迅速的安全生产监测监控系统，严格控制和杜绝瓦斯超限，为矿井安全生产提供了有力保障。
近年来，王庄矿在井下先后建立了工业千兆以太环网、无线通讯系统、安全生产综合信息化平台和数字工业电视等监测监控系统，矿井数字化、信息化管理水平显著提高。然而，随着王庄新井的建设、矿井产量的不断增加和瓦斯涌出量的相对增高，矿井安全监测监控系统面临着前所未有的压力和挑战。
井下采掘工作面主副风机停风作业是造成瓦斯超限的主要原因之一。为了防止这种情况发生，今年该矿自动化专业技术人员进一步完善对井下局部通风的监测及控制，对采掘工作面主、副风机和风筒全部安设传感器，实时监测主副风机和风筒的状态。当主风机停止运行备用风机开启，以及开关检测到风筒无风时，这些传感设备及时切断工作面全部非本安电器设备的电源并实现闭锁，确保工作面安全作业。截至目前，该矿井下共计安设瓦斯传感器95台，一氧化碳传感器70台，风速传感器35台，测点将近700余个。一只只无处不在的“天眼”锁控着矿井每一个角落的安全生产。
为了保证井下每个传感器的灵敏、准确、可靠，该矿专业技术人员及时根据采掘巷道进度对瓦斯传感器进行延伸，并安设在坚固的支护处，防止冒顶及其他机械损伤,车间通风；同时定期调校，保证灵敏可靠；另一方面对井下各个使用地点按期进行断电测试，确保有害气体浓度超限达到断电值时自动断电；并建立台账和单台设备档案，绘制安全监控系统图和安全监控断电图，全面加强矿井宏观监测监控安全管理。
针对井下各环节点多分散、作业人员流动等实际情况，该矿还将井下小灵通与现有生产程控电话全部进行对接，井上井下、无线有线全面形成一个完整的通讯系统网络，大大提高了井下通信技术装备水平，为矿井快速应急救援体系建设、减少安全生产责任事故奠定了基石。李宛玲 郭雪飞
来源:山西日报
什么是风机的工作点？
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什么是
风机'>风机的工作'>工作点？
风机'>风机的流量Q与其所产生的压头P之间，保持一定的关系，据此所绘制的曲线，称为风
机的Q―P特性曲线。风机总是与烟风道连接在一起工作'>工作的，当负荷变化时，烟、风骚量相应变化，烟、风道的活动阻力ΔP也随之变化，根据它们之间的变化关系所绘制的曲线，称管道的Q―ΔP特性曲线。
风机在工作时，它所能产生的压头，恰好即是该管道系统输送相同流量气体所消耗的总压头（即管道总活动阻力），它们在供求关系上处于平衡状态。因此，风机的Q―P特性曲线与管道系统的Q―ΔP特性曲线的交点A即为风机的工作点。工作点A的位置，决定了风机工作状态下的一切参数，如流量、全压头p、功率P、效率η等。
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中华人民共和国国家标准
小艇? 电动风机
(GB/T17847-1999)
?
1 范围
本标准规定了用于小艇上要求机械透风的机舱、厨房以及其他处所的风机的要求，并说明了丈量风机风量的试验方法。
本标准适用于额定电压低于50V的直流（d.c.）风机。风机可为离心式或轴流式。
2 引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标
准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
?? ISO 8846：1990? 小艇 ?电器装置 ?防止点燃四周可燃性气体的保护
?? AMCA 210：1985/ASHRAE 51：1985? 透风机定额的实验室试验方法
?? BS 848-1：1980? 普通用途透风机? 第一部分：性能试验方法
?? DIN 24163-1：1985?? 透风机? 性能丈量? 标准特性曲线
?? DIN 24163-2：1985?? 透风机? 性能丈量? 标准试验台
?? NFX10-200：1986? 外壳再增压和抽风机再增压的透风机在平台上的风量试验规则? 排出风量箱的方法
3 定义
本标准采用下列定义。
3.1? 防止点燃的装置? ignition-protected device
,
厂房降温设备?? 符合ISO 8846 要求的装置。（ISO 8846阐述了相应的试验大纲。）
3.2? 标称电压 nominal voltage
?? 艇上通常使用的直流电压，如6、12、24和32V。
4 一般要求
4.1 ?风机应设计成可在120%标称电压下连续运行。
4.2? 风机应符合ISO 8846的防点燃要求。
4.3? 应对风机的风量进行定额。应根据第6章对风机的风量进行丈量，并获得性能曲线。
4.4? 风机叶片或转子以及外壳所用的材料应加以选择，以防止它们万一发生相互碰触时产生火花。
4.5? 若有必要，风机的运动部件应加以封闭或装设防护罩，以保护职员免受伤害。风机外壳应设有泄水口，以防止在各种安装位置时积水。假如断定与风机运动部件的碰触是无害的，则不必装设外壳和防护罩。
4.6? 应提供将风机牢固地安装在艇上的设施。
4.7? 风机的零部件应加以选择，使其在有海水的情况下不会发生电化腐蚀。
4.8? 风机的零部件应加以选择或涂覆，使其在有海水的情况下能耐腐蚀。
4.9? 每台风机应有包括风机性能曲线的安装说明书(见6.2)。
5? 电气要求?
5.1? 风机应为双线型，其火线和回线均应与电动机和风机外壳相尽缘。
5.2? 用于连接电源的导线应为绞合铜线。
注1：将有国际标准对超低压电气装置的要求作出规定。
5.3? 假如设有外部接线端子，则这些端子应设计成或防护得能防止由于导电物体的偶然接触而引起短路。
5.4? 假如风机具有外部的电动机引线，则这些引线的规格应符合所传输功率的要求、且标称截面不得小于1mm?。导线的尽缘应适于湿润场所使用，且适于在120%标称电压下和在60℃的环境温度中使用。
5.5? 应采取下列措施防止风机出现持续的转子堵转状态：
??? ――整体的过电流保护；
??? ――在电路中其量值足以保护风机电动机的过电流保护；
――在环境温度为60℃时能够承受转子堵转7h，表面温度不会超过150℃，且无烧焦、烧坏或熔化的迹象。
6? 风机定额
6.1? 风机应以伏特(V)和安培(A)或瓦特(W)作为电气定额。
6.2? 以“m?/s”表示的风机定额值，应使用下列任一有关标准所给定的方法予以标定。
注2：参照了与定额试验有关的某些国家标准，未来的ISO 580l将合并并代替这些标准。
6.2.1? 具有开敞式进风口、导管式出风口的风机(B类)，参见下列标准：
??? ――AMCA 210：1985/ASHRAE 51：1985，图9至图12；
??? ――BS 848―1，图27a)～图27d)；
??? ――DIN 24163―l，图l，试验台布置2，装进方式C；
――NF X10―200。
6.2.2? 具有导管式进风口、开敞式出风口的风机(C类)，参见下列标准：
??? ――AMCA 210：1985/ASHRAE 51：1985，图13～图15；
??? ――BS 848―1，图28a)～图28d)；
??? ――DIN 24163―1，图A，试验台布置l，装进方式B；
――DIN 24163―2，图4。
6.2.3? 具有导管式进风口、导管式出风口的风机(D类)，参见下列标准：
??? ――AMCA 210：1985/ASHRAE 51：1985，图9～图l5；
??? ――BS 848―1，图29a)至图29e)；
??? ――DIN 24163―2，图4。
??? 注3：在小艇上不采用具有开敞式进风口和开敞式出风口的风机(A类)。
?6.3? 测定风机定额的程序如下：
??? a)装上被试风机，确定所有配合表面均已密封；
,
屋顶风机排风设备??? b)试验前，风机在120%标称电压下，试运行3h；
??? c)在整个试验中，保持风机的运行电压为标称电压；
??? d)将试验中所记录的风量读数校准至1.2kg/m?的标准密度；
e)改变总压力，改变的次数应足以形成一性能曲线。
7? 标记
7.1? 风机上应永久而清楚地至少标明下列内容：
??? a)制造厂或专用标志名称或商标；
??? b)型式或类型标识；
??? c)制造年份(可以是编码)；
d)以伏特(V)和安培(A)或者以伏特(V)和瓦特(W)表示电气定额。
7.2? 应以适当方式标出GB/T17847(idt ISO 9097)以及“船用”字样，表明风机符合本标准。
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超大功率高压变频器在炼铁高炉鼓风机中的应用 |
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作者：陆思党 |
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摘 要：本文结合6500kW/10kV高压变频器实际运行工况，介绍了国产超大功率高压变频器在高炉鼓风机上的应用。通过改造，实现了高炉的工艺优化，也体现了国产基于单元级联式多电平高压变频器的制造能力。
关键词：高压变频器 高炉鼓风机 单元级联式多电平
1 引言
山西永恒工贸有限公司始建于1998年，是由原“稷山县地方国营炼铁厂”改建而成，属于私营股份制企业。现在有450m3炼铁高炉一座，220m3炼铁高炉两座，烧结机两台，JN4340型焦炉一座，水泥生产线一条。年生产生铁90万吨。近年来，公司积极响应国家产业政策，加快技术进步的同时，积极进行节能减排，实现废气（物）循环再利用，形成了煤?焦?化和煤?焦?铁?电（水泥）两条循环生产线。
永恒工贸450m3炼铁高炉风机采用6500kW/10kV三相异步电动机，定子串水电阻方式启动，启动时冲击电流大，持续时间长。而且受电网容量的限制，在每次启动时均需将厂内其它所有用电设备停掉，在此台高炉风机起动后才能起动其他设备，操纵比较麻烦，因此有些时候在即使设备检验不出铁的时候也是尽量不停高炉风机，且风量调节采用风门调节，这样就造成了电能的浪费。由于变频用具有软启动、软停止功能，启动电流小，可解决高炉风机启动时的大题目，再就是变频器可以节约电能，因此山西永恒工贸有限公司厂领导决定实行变频改造。
2 高炉鼓风机工艺
高炉因具有炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大，劳动生产效率高，能耗低等优点，这种方法生产的铁占世界铁总产量的尽大部分。高炉为炼铁环节中最主要的设备，它为横断面为圆形的炼铁竖炉，生产时从炉顶装进铁矿石、焦炭、造渣用熔剂（石灰石），从位于炉子下部的风口吹进经预热的空气。在高温下焦炭中的碳同鼓进空气中的氧燃烧天生的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除往铁矿石中的氧，从而还原得到铁。铁水从铁口放出，天生的炉渣，从渣口排出。煤气从炉顶排出，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等燃料。
高炉鼓风机是高炉最重要的动力设备。高炉冶炼流程如下图1所示，它首先通过空气过滤器在大气中收集干净的空气，由高炉鼓风机加压后经热风炉进风口送进热风炉，由热风炉对空气进行加热后经高炉下部风口吹进，以保证高炉中燃烧的焦炭和喷吹的燃料所需的氧气，另外还要有一定的风压克服整个系统和料柱的阻损，并使高炉保持一定的炉顶压力。现代大、中型高炉所用的鼓风机，大多用三相异步电机驱动的离心式鼓风机和轴流式鼓风机。鼓风机耗电虽多，但启动方便，易于维修，投资较少。十分受用户的青睐。高炉冶炼要求鼓风性能供给一定量的空气，以保证燃烧一定的碳；其所需风量的大小不仅与炉容成正比，而且与高炉强化程度有关。一般按单位炉容2.1～2.5m3／min的风量配备。但实际上不少的高炉考虑到生产的发展，配备的风性能力都大于这一比例。
1、料车 2、上料斜桥 3、高炉 4、铁、渣口 5、高炉鼓风机进风口 6、热风炉 7、重力除尘 8、文氏管 9、洗涤塔 10、烟囱 11、热风炉进风口
图1 高炉冶炼流程示意图
3高炉鼓风机改造方案
高炉鼓风机是高炉生产系统的动力中枢，一旦风机不能正常运行，不但影响生产，而且造成重大损失；另外，调速系统工作的环境比较恶劣；所以，和高炉风机配套的高压调速系统方案应周密细致，经过双方技术职员的合作，制定了高炉鼓风机的技术改造方案。
3.1 450m3炼铁高炉风机及配套电机参数表1高炉风机基本参数
 3.2高炉变频改造技术方案
图2旁路柜中，共有3个高压隔离开关，为了确保不向变频器输出端反送电，K2与K3采用电磁互锁操动机构，实现电磁互锁。当K1、K3闭合，K2断开时，电机变频运行；当K1、K3断开，K2闭合时，电机工频运行，此时变频器从高压中隔离出来，便于检验、维护和调试。
图2 手动旁路柜一次回路图
旁路柜必须与上级高压断路器DL连锁，DL合闸时，尽对不答应操纵旁路隔离开关与变频输出隔离开关，以防止出现拉弧现象，确保操纵职员和设备的安全。
故障分闸：将变频器“高压分断”信号与旁路柜“变频投进”信号串联后，并联于高压开关分闸回路。在变频投进状态下，当变频器出现故障时，分断变频器高压输进；旁路投进状态下，变频器故障分闸无效。
保护：保持原有对电机的保护及其整定值不变。
高压变频器设备现场运行照片如图3所示。
图3 高压变频器现场运行照片
4高压变频器的制造
4.1 单元级联式多电平变频器
6500kW/10kV高压变频器采用单元级联式多电平方式。由于此种变频器采用多个功率单元串联的方法来实现高压输出，所以具有以下优点：
（1）其输出通常采用多电平移相式PWM，可以实现较低的输出电压谐波，较小的du/dt和共模电压。
（2）输进通常采用移相隔离变压器实现多重化整流，以达到抑制输进谐波的目的。
4.2 双移相变压器结构
高压变频器的输进变压器采用干式移相变压器，考虑到假如只做一个变压器，容量会比较大，体积也会很大，受变频器的搬运、安装以及受变频器安装空间所限；且由于变压器为干式的，散热处理比较困难，高压变频器采用双变压器结构。每台变压器的容量为4000kVA,各自承担功率单元50%的供电。
4.3 功率单元结构
在普通10kV高压变频器的设计一般采用24功率单元结构，每相8个功率单元，每个单元输出的功率为整机功率的1/24，由于6500kW/10kV高压变频器运行时输出功率太大，假如采用24功率单元结构，那么单个功率单元内要求的滤波电容就会很多，功率单元的体积就会很大，综合考虑6500kW变频器采用30功率单元结构，单元输进电压为525V。这样不仅会使变频器的高压输出更接近于正弦波使输进谐波更低。而且单个单元承受的电压更低，更易于控制。
4.4 功率单元的冗余设计及“星点漂移”
（1）30个功率单元结构上完全一致，可以互换，其电路结构如图4所示，为基本的交- 直- 交单相逆变电路，整流侧为二极管实现三相全波整流，通过对IGBT 逆变桥进行正弦PWM 控制。每个功率单元完全一样，可以互换，这不但调试、维修方便，而且备份也十分经济。假如一个功率单元发生故障，该单元的输出端能自动旁路而整机可以正常运行。
图4 功率单元原理图
（2）星点漂移
30个功率单元分为3组，每10个单元为一相。在正常情况下，三相输出A、B、C平衡，中性点即星点在O点。如图5所示，当A相有一个单元故障时，把星点由O点转移到O1点，而B相和C相经过运算，对O1的输出要与A相一致。使整机的三相输出依然平衡。此功能称为“星点漂移”。
图5 星点漂移示意图
当出现2个或3个单元故障时，同样要经过复杂的运算使三相平衡。现最多可做到3个单元故障的星点转移功能。这种单元的冗余设计大大的进步了变频器的稳定性。
4.5 JD-BP38高压变频调速系统的可靠性设计
为保证JD-BP38高压变频调速系统的高可靠性，在进步系统各组单元的内在可靠性和系统抵抗外部故障因素的能力方面，主要采用以下设计措施：
（1）上位操纵计算机采用与主控计算机基本相同的软硬件配置，当主控计算机发生故障时，可以在不停机的状态下，迅速替换，保证系统的可靠性运行。
（2）控制系统由主控单元、PLC(西门子S7-200)、主控计算机组成，在主控计算机发生故障时，系统不停机，确保生产的进行。
（3）为了进步系统的抗干扰能力，所有的功率模块与主控单元之间通过光纤通讯，低压和高压部分完全可靠隔离，所有I/O板全部采用了隔离措施，将通道上窜进的干扰源拒尽在系统之外。
（4）控制器结构上采用箱体结构，各控制单元板采用FPGA、CPLD等大规模集成电路和表面焊接技术，系统具有极高的可靠性。
（5）尽量采用低功耗的CMOS元器件进步系统的温度适应能力，降低功耗。
（6）电源系统完全采用开关电源技术，各部分功能单元采用独立的供电措施，保证在某一部分发生故障时，其他部分仍能可靠运行。
（7）选用各种电阻、电容器及集成电路、隔离器件时，对其耐压能力留有较大的余量，对集成电路的拉电流、灌电流能力使用，也留有足够的余量。
（8）输进干式变压器免维护，可靠性高。
（9）多级模块串联，器件工作在低压状态，便于采用成熟技术，不易发生故障。
软件可靠性措施：整个软件开发过程按正向设计进行，底层实时控制系统为自行设计和编写，确保整个系统中没有不清楚的部分，资源分配留出很大裕度。整个系统的组成软件经过严格测试，穷尽各种故障可能，确保系统不死机，不出故障。对所有接口关系严格定义，且均设立非法进进和退出处理措施。
5 变频器的安装
高炉鼓风机作为钢铁厂最为关键的设备，它的停机轻则会导致铁厂的停产，重则会导致事故发生，所以必须要保证高炉鼓风机的稳定运行。
5.1 变频器的现场散热处理
大功率变频器作为一个比较大的发热源，它运行时的散热就显的尤为重要。高炉鼓风机位于高炉四周，四周的粉尘量比较大，特别是导电性粉尘，所以在选择变频器的冷却方式上只有以下两种：（1）风冷和空调配合使用；（2）为液体冷却（一般为水冷）。
由于高压变频器中需要冷却的元器件均为导电体，因此在设计液体冷却系统时必须采用间接液体冷却，这使得冷却系统的设计极为复杂，且本钱高；有由于液体冷却系同一处出题目有可能导致整个冷却系统的瘫痪，所以稳定性也低。
相反，风冷具有：（1）设计简单；（2）可以采用冗余设计；（3）与空调冷却配合使用，可以使变频器的运行环境相对封闭，保证变频器的卫生。
综合考虑，我们在6500kW/10kV变频器的冷却方式上选择了风冷，并配合空调冷却使用。
一台完整的高压变频器分为四部分：旁路柜、变压器柜、功率单元柜和控制柜。变压器柜和功率单元柜几乎占了整机全部的发热量。变压器柜相对于功率单元柜所要求的运行环境要低的多，而且这么大的变频器变压器的发热量也不小，为了节省空调使用数目，在变频器结构设计上采用变压器柜和功率单元柜分开放置的方法。
具体方法为：变压器柜与功率单元柜中间隔开700mm的间隔，变频器安装完成后中间采用隔热材料隔开，这样就使得一台变频器放在两间屋子里了。变压器柜与旁路柜在一起并采用强迫风冷，然后再在变压器柜顶安装风道，收集变压器的产热直接排到安装环境之外；功率单元柜与控制柜在一起安装在一个相对独立且封闭的房间里，也采用强迫风冷，并在房间内安装空调来降低环境温度，保证功率单元柜及控制柜的运行环境。
安装空调时为了保证变频器的安全运行要求空调有足够的制冷量且有余量。由于没有变压器的热量，所以按照变频器额定功率3%的发热量来设计空调：
6500×0.03=195(kW)
现场实际安装空调数目为8台制冷量为24kW的空调，单台空调是独立的，这样保证单台空调出现题目是不会影响机器的运行。
实际运行情况为在夏天天气最热的几天里，同时7台空调运行，就能把环境温度控制在27℃左右。
5.2上位机控制
由于高炉鼓风机压力操纵比较频繁且精度要求比较高，综合考虑后变频器控制方式采用上位机控制。运行界面如图6所示，采用RS-485网络与变频器通讯。上位机控制方式控制变频器的运行频率比模拟量控制更正确，使高炉压力的调节更加正确，做到高炉压力完全无波动调节，且能实时记录变频器的运行数据并保存以供需要时查询。进一步保证高炉的稳定运行。
图6 上位机运行画面
5.3 故障自复位
为了在变频器故障时能最大限度的减少损失，变频器增加了故障自复位功能，在变频器不断高压电的情况下，通过软件或故障复位按钮设置能让变频器故障自复位。这可以使变频器出现故障后以最快的速度再次投进运行。
6 变频器的使用效果
6500kW/10kV高压变频器在山西永恒工贸高炉鼓风机正式投产日期为2010年5月5日，至本文完成时已安全无故障运行半年有余。高炉鼓风机变频改造后有以下优点：
6.1节电效果明显
在变频器没有安装以前高压电机采用定子串水电阻启动，风压通过风门调节。这样电机始终运行在额定状态，变频器安装以后风门全开，风压通过调节变频器频率实现。实现了节电的目的，下面对节电量作定量分析。
定量计算：电价按0.45元计算，一年运行时间按330天
电机工频年耗电量：
W工=1.732×10×366×0.9×24×330
=45185247.36（度）
变频器耗电量：
W变=1.732×10×270×0.95×24×330
=35185233.6（度）
空调最大耗电量：
W空=1.732×380×17.5×0.85÷1000×7×24×330
=542764.807（度）
年节省用度：
F= (W工－W变－W空) ×0.45
=(45185247.36－35185233.6－542764.807) ×0.45
=9457248.953×0.45
=4255762（元）
综上所述，变频改造后，节能效果是非常明显的。
6.2 变频器软启动功能解决鼓风机启动题目
永恒工贸一共有三个厂区：铁厂，烧结车间和钢厂。三个厂区公用一个变压器，变压器容量为25000kVA。而6500kW/10kV高炉鼓风机使用定子串水电阻方式启动，启动时冲击电流大，持续时间长，这使得在铁厂高炉鼓风机启动时必须让烧结车间热 风机与钢厂停止生产，把所有的大型用电设备停掉，然后才能启动。这样麻烦的启动方式致使在设备检验不出铁时也尽量不让高炉鼓风机停止，这不仅让机器的检验不方便也无形中造成了大量电能的浪费。
用上变频器以后，变频器带动电机从0.5Hz软启动，启动电流不超过额定电流，不仅让高炉鼓风机开停机极为方便，也节约了电能；还减小了启动时对电机、风机及整个高炉系统的冲击。
6.3 减小电机振动及噪音
6500kW电机因功率大，运行时噪音污染特别严重。但是高炉鼓风机作为重要环节必须24小时有人监护，这种环境势必要给工人的身心健康造成严重伤害。最大限度的减小电机、风机的振动，不但能改善监护职员的工作环境，还能延长设备寿命，减少设备故障率及维护、维修用度。
6.4变频器的其他优点
（1）飞车启动功能：能够识别电机的速度并在电机不停转的情况下直接起动。
（2）矢量控制技术和载波移相控制技术：采用高速DSP作为中心处理器，运算速度更快，，让控制更精准。
（3）旋转中再启动功能：运行过程中高压瞬时掉电三十秒钟内恢复，高压变频器不停机，高压恢复后变频自动运行到掉电前的频率。
（4）运行过程中外部频率给定信号出现故障（短路或开路），整机维持故障前的运行频率不变，给出报警信号。
（5）参数自整定功能：无须手动设置，自识别电机参数，适配于普通异步电机。
（6）整机旁路功能：在变频器整机出现故障时，变频器能提供工频旁路，让系统继续运行。
7 结束语
高炉鼓风机经过变频改造后,不仅达到了良好的节能效果,并且使整套高炉系统的稳定性进步了一个台阶。这是国内为数未几的超大功率高压变频器在高炉风机上的应用，改造是极为成功的，也说明了国产高压变频器已经拥有了生产超大功率高压变频器的技术。
随着国家对节能减排工作的越来越重视，企业通过各种措施降低生产本钱，其中变频技术起到了关键作用，取得了明显的经济效益和社会效益，适应了国家建设资源节约型社会的潮流。
参考文献
[1]山东新风光电子使用手册[Z]. 山东新风光电子科技发展有限公司。
[2]山东新风光电子JD-BP38-6500F高压变频调速系统山西永恒公司调试大纲。
[3]山东新风光电子JD-BP38-6500F高压变频调速系统山西永恒公司验收报告。(end)
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收录时间:2011年02月23日 02:31:26 来源:陆思党 作者:
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