產(chǎn)品與解決方案/PRODUCT AND SOLUTIONS
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解決方案
賦能空壓機(jī)高效運(yùn)行 | 新風(fēng)光高壓變頻軟啟的能效提升方案
空壓機(jī)作為一種通用的機(jī)械設(shè)備，在多個(gè)行業(yè)中發(fā)揮著重要作用。新風(fēng)光電子科技股份有限公司研制的高壓級(jí)聯(lián)式變頻軟啟動(dòng)裝置，采用一拖二的變頻軟啟動(dòng)裝置軟啟動(dòng)技術(shù)在空壓機(jī)負(fù)載上成功應(yīng)用，給用戶帶來了突出的經(jīng)濟(jì)效益，保證了現(xiàn)場的穩(wěn)定運(yùn)行。
山東某化工企業(yè)有兩臺(tái)空壓機(jī)，是生產(chǎn)過程中的重要設(shè)備，現(xiàn)場兩臺(tái)電機(jī)均為10kV、4000kW，需求空壓機(jī)設(shè)備啟動(dòng)時(shí)應(yīng)保證不會(huì)出現(xiàn)電網(wǎng)拉低或者電網(wǎng)波動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)間短、控制便捷等一系列問題。針對(duì)此類情況，新風(fēng)光電子科技股份有限公司（以下簡稱“新風(fēng)光”）出具變頻軟啟動(dòng)一拖二解決方案，滿足現(xiàn)場使用的一系列需求，現(xiàn)場投運(yùn)后表現(xiàn)出極高的可靠性，穩(wěn)定性，便捷性。為了實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場的各種訴求，變頻軟啟動(dòng)裝置具備了以下條件： 變頻軟啟動(dòng)具有高防護(hù)、高穩(wěn)定性、高便捷行，全程可實(shí)現(xiàn)無人值守。 變頻軟啟動(dòng)裝置為帶電抗器的無擾一拖二切換裝置，變頻軟啟動(dòng)裝置可以任意拖動(dòng)一臺(tái)電機(jī)運(yùn)行，無啟動(dòng)順序限制，保證現(xiàn)場的工藝要求。 變頻軟啟動(dòng)裝置啟動(dòng)過程要求平穩(wěn)，啟動(dòng)力矩大，空壓機(jī)啟動(dòng)時(shí)間短，保證現(xiàn)場使用需求。 變頻軟啟動(dòng)裝置具備嚴(yán)格的電氣互鎖和程序互鎖邏輯，嚴(yán)格控制無擾切換過程刀閘順序，并具備完整的故障報(bào)警防護(hù)措施，確保切換過程穩(wěn)定。 變頻軟啟動(dòng)裝置對(duì)接空壓機(jī)電控系統(tǒng)，滿足各種功能接口和監(jiān)控要求，保證運(yùn)行中不會(huì)因?yàn)閰?shù)更改導(dǎo)致意外停機(jī)。 經(jīng)過反復(fù)的技術(shù)研討和方案評(píng)估，選擇新風(fēng)光 JD-BP38-2400FF2A型變頻軟啟動(dòng)裝置，對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行了節(jié)能升級(jí)改造，達(dá)到了預(yù)期目的。 依據(jù)現(xiàn)場要求，新風(fēng)光變頻軟啟動(dòng)裝置需要實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)的兩臺(tái)無序啟動(dòng)，系統(tǒng)需要具有重載啟動(dòng)，無擾切換，邏輯保護(hù)、通訊接口等基本功能，此外新風(fēng)光高壓變頻軟啟動(dòng)裝置還具備以下特點(diǎn)： 采用完美無諧波的單元串聯(lián)多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有較低的電網(wǎng)電流諧波，滿足電網(wǎng)對(duì)電能質(zhì)量的嚴(yán)格要求，無需使用輸出濾波器，可采用普通異步電動(dòng)機(jī)。 振蕩抑制技術(shù)：電機(jī)輕載或空載時(shí)會(huì)出現(xiàn)局部不穩(wěn)定現(xiàn)象，這時(shí)的電流幅值波動(dòng)很大，電流的振蕩可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)因過流或過壓而觸發(fā)保護(hù)。我公司采用優(yōu)越的電流振蕩抑制算法，能有效抑制電流的振蕩抑制，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的工作。 中性點(diǎn)漂移功能：檢測到單元故障后，可在100μs之內(nèi)將單元旁路，執(zhí)行星點(diǎn)漂移技術(shù)，保持輸出線電壓平衡，最大程度提高電壓利用率。 配置轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)功能可實(shí)現(xiàn)對(duì)多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩實(shí)時(shí)控制。 可配置2倍以上電流過載能力，可滿足大慣量系統(tǒng)的重載啟動(dòng)要求。 參數(shù)完備，系統(tǒng)提供并記錄電機(jī)運(yùn)行過程所需各種參數(shù)用于現(xiàn)場監(jiān)測保護(hù)。 輸出電壓自動(dòng)穩(wěn)壓技術(shù)：變頻軟啟動(dòng)裝置實(shí)時(shí)檢測各單元母線電壓，根據(jù)母線電壓調(diào)整輸出電壓系數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)穩(wěn)壓功能。避免電網(wǎng)波動(dòng)對(duì)輸出電壓的影響。 現(xiàn)場采用一套新風(fēng)光電子科技股份有限公司生產(chǎn)的JD-BP38-2400FF2A高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，額定電壓10kV，額定電流173A，額定功率2400kW。 變頻軟啟動(dòng)裝置控制方案主回路控制，便于現(xiàn)場并網(wǎng)滿足現(xiàn)場空間需求。 變頻軟啟動(dòng)裝置一拖二一次系統(tǒng)圖 現(xiàn)場使用空間受限，本次設(shè)計(jì)變頻軟啟動(dòng)裝置具備靈活設(shè)計(jì)，變頻軟啟動(dòng)裝置可以按照用戶需求實(shí)現(xiàn)選擇任一臺(tái)空壓機(jī)啟動(dòng)，啟動(dòng)后電機(jī)自動(dòng)無擾切換到工頻運(yùn)行，之后再啟動(dòng)下一臺(tái)電機(jī)運(yùn)行，當(dāng)變頻軟啟動(dòng)裝置啟動(dòng)過程故障時(shí)，可以應(yīng)客戶實(shí)際需要實(shí)現(xiàn)故障轉(zhuǎn)工頻或者工頻直啟。 變頻軟啟動(dòng)開機(jī)準(zhǔn)備流程圖 變頻軟啟動(dòng)裝置上控制電，檢測高壓未就緒，接觸器狀態(tài)滿足，可以操作隔離刀1#QS1、1#QS2，隔離刀操作閉合。 02變頻軟啟動(dòng)裝置自檢 檢測當(dāng)前變頻軟啟動(dòng)裝置回路中的刀閘是否閉合，系統(tǒng)是否無故障，外部急停及工藝允許信號(hào)是否滿足，條件均滿足則送出“高壓允許合閘”信號(hào)。 03高壓上電 “合閘允許”送出至高壓柜，高壓柜允許上電。 04電機(jī)選擇 上電完成后，依據(jù)當(dāng)前的控制模式進(jìn)行選擇電機(jī)，本系統(tǒng)選擇電機(jī)有三種方式。 ① HMI控制模式：HMI設(shè)定編號(hào)，主界面設(shè)定電機(jī)編號(hào)為1或者2。 ② DCS/遠(yuǎn)控盒控制模式：依據(jù)端子信號(hào)設(shè)定編號(hào)，對(duì)應(yīng)電機(jī)編號(hào)端子輸入即為選擇完成，信號(hào)無輸入或者多輸入則判定電機(jī)編號(hào)選擇錯(cuò)誤。 ③ 上位機(jī)模式：通訊設(shè)定編號(hào)，上位機(jī)可通過通訊方式寫入變頻器選擇的電機(jī)編號(hào)，變頻器支持Modbus、Profibus、Profinet、EtherCAT、Ethernet等主流通訊協(xié)議。 此外，無論何種模式選擇，人機(jī)界面和上位機(jī)均會(huì)顯示當(dāng)前選擇電機(jī)的編號(hào)。 05接觸器/斷路器合閘邏輯 電機(jī)選擇完成之后，對(duì)應(yīng)回路的接觸器合閘，以變頻軟啟動(dòng)裝置選擇1#電機(jī)為例。 選擇1#電機(jī)之后，判定當(dāng)前的工頻回路QF11未合閘，變頻軟啟動(dòng)裝置無故障，輸出接觸器KM1、KM01、KM3依次合閘，之后送出“變頻就緒”信號(hào)，現(xiàn)場接收到“變頻就緒”信號(hào)，等待現(xiàn)場的開機(jī)信號(hào)。 06轉(zhuǎn)工頻邏輯 接收到現(xiàn)場的開機(jī)信號(hào)，變頻軟啟動(dòng)裝置運(yùn)行，具體流程如圖3所示。闡述如下： 變頻軟啟動(dòng)裝置頻率逐漸上升至50HZ，開始鎖相，等待鎖相完成，工頻接觸器QF11閉合，依次斷開接觸器KM3、KM1、KM01，變頻軟啟動(dòng)裝置封波，至此轉(zhuǎn)工頻完成。 變頻軟啟動(dòng)開機(jī)過程流程圖 2#電機(jī)啟動(dòng)順序同1#電機(jī)，每次電機(jī)選擇前都需要判定變頻軟啟動(dòng)裝置處于停機(jī)狀態(tài)，當(dāng)變頻軟啟動(dòng)裝置電機(jī)選擇編號(hào)發(fā)生變化時(shí)，分?jǐn)嗥渌冾l回路的接觸器，閉合當(dāng)前選擇電機(jī)回路的輸出接觸器。 注：開停機(jī)信號(hào)可以在人機(jī)界面，DCS，遠(yuǎn)控盒，上位機(jī)等方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開停機(jī)，頻率設(shè)定等操作。 07保護(hù)信號(hào) 當(dāng)檢測到當(dāng)前運(yùn)行電機(jī)回路時(shí)，會(huì)激活相應(yīng)的變頻軟啟動(dòng)裝置報(bào)警信息。為保證變頻軟啟動(dòng)裝置后期兼容不同類型電機(jī)，采用參數(shù)備份切換的方式來保證變頻軟啟動(dòng)裝置選擇不同回路時(shí)存在不同的應(yīng)對(duì)策略，保證現(xiàn)場的穩(wěn)定運(yùn)行。 變頻器運(yùn)行現(xiàn)場 現(xiàn)場電機(jī)銘牌數(shù)據(jù) 01便捷性 02高效性 03可靠性 變頻軟啟動(dòng)裝置內(nèi)部采用模塊化設(shè)計(jì)，并采用高等級(jí)防護(hù)，單元位置可以互換，檢修方便。變頻作啟動(dòng)器運(yùn)行，內(nèi)部采用光纖通訊，通訊可靠，信號(hào)穩(wěn)定，保障設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)變頻軟啟動(dòng)裝置運(yùn)行過程存在故障時(shí)會(huì)自動(dòng)執(zhí)行中性點(diǎn)漂移技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單元故障不停機(jī)；工頻運(yùn)行時(shí)為接觸器遠(yuǎn)程控制，可以實(shí)現(xiàn)外部控制直接啟停，滿足現(xiàn)場多方面需求。 04易用性 本變頻軟啟動(dòng)裝置支持任意電機(jī)編號(hào)啟動(dòng)，有利于現(xiàn)場調(diào)整工藝，支持電機(jī)多參數(shù)輸入，多方面確保設(shè)備的穩(wěn)定性。 綜上，變頻軟啟動(dòng)裝置的技術(shù)性能和現(xiàn)場表現(xiàn)，對(duì)應(yīng)制造業(yè)行業(yè)推廣此類控制方式，極大保證了設(shè)備穩(wěn)定的同時(shí)，最大限度的保證了現(xiàn)場的便捷和可靠性。 空壓機(jī)系統(tǒng)采用新風(fēng)光電子科技股份有限公司生產(chǎn)的JD-BP38系列變頻軟啟動(dòng)裝置后，現(xiàn)場運(yùn)行生產(chǎn)穩(wěn)定，空壓機(jī)啟動(dòng)時(shí)長滿足實(shí)用需求，配合現(xiàn)場控制完美解決了現(xiàn)場控制復(fù)雜問題，極大提高了空壓機(jī)系統(tǒng)的便捷性?，F(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用情況表明，使用新風(fēng)光技術(shù)先進(jìn)、可靠的變頻軟啟動(dòng)裝置拖動(dòng)空壓機(jī)等多負(fù)載啟動(dòng)現(xiàn)場，可大大提高現(xiàn)場的運(yùn)行效率，降低現(xiàn)場維護(hù)量，并帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，值得廣泛推廣。
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