动力源HINV高压变频器在邯钢四辊除尘风机上的应用
宋红涛，洪春（北京动力源科技股份有限公司）
一． 引言
邯钢炼铁部400M2四辊布袋除尘器，用于三台四辊破碎机及相关皮带机的除尘。除尘器抽风机电机型号为YKK500-6W,280KW，10KV,22A。由于其工艺特点，受料仓容积影响，三台四辊破碎机间歇性运转，大约运转一小时停三小时，每天累计运行时间在6小时左右，且有时只开两台或一台四辊破碎机。除尘风机不能随主设备频繁启停，在四辊破碎机不工作的时间内，除尘风机采用关闭风门的方法调整电机负荷。这种方法对电机负荷的影响不是很大，风门全部关闭时电机运行电流为12A，造成大量电能浪费。
经过客户仔细调研及考察对比后选用了高压变频调速技术已经比较成熟的北京动力源科技股份有限公司的高压变频器对其进行变频改造。
二． 现场工艺要求和改造方案
1. 现场电机及风机运行参数，系统选型
项目 数据 项目 数据 项目 数据 备注
风
机
参
数 型号 G4-73-11 电
机
参
数 型号 YKK500-6W 运
行
参
数 调节方式 阀门
效率 额定功率 280kW 阀门开度 全开
额定
流量 175000
m3/h 额定电压 10kV 电网电压 10500V
类型 离心 额定电流 22.1A 运行电流 13A
台数 1台 类型 鼠笼
功率因数 0.8
备注 工频运行时在不需要供风时除尘风机仍处于满额运行状态。
根据电机参数，选用了HINV-10/400B高压变频器。
2. 动力源变频器特点及现场改造工艺
2.1 HINV系列高压变频器已高可靠性，高效率，易操作作为设计理念，满足现代工业对大，中型高压感应电动机的调速，节能以及能及改善工艺的需要。具备以下特点：
1）模块化设计，高效率，高可靠性
2）输出电流畸变小，低谐波，无电网污染
3）高，低压光电隔离
4）远程，就地多方控制
5）内嵌，外置PID可选控制
6）变频电网，多电机运行
7）内嵌，外置PLC可选控制
8）电网瞬间失电来电自动追踪频率启动
9）输入，输出，功率单元信息实时检测
10）兼容Modbus，Profibus，TCP/IP和IEC61850通讯协议。
2.2 现场改造及工艺
本次改造工程保留电机原有的所有保护功能，如果变频器出现严重故障或检修期间，可以通过隔离刀闸将供电方式切换到工频状态，使电机在工频状态下运行，当高压变频器故障修复或检修完毕后，可以再切换回变频状态运行。其系统图如下图所示：


1）安装变频调速装置时保留四辊破碎机除尘风机的原控制方式、保护装置等。
2）需在现场合闸回路中串接一个变频器发出的“合闸允许”信号，以保证风机需要在变频状态运行时，变频器在具备上电条件后才能闭合上级进线开关。
3）需在现场跳闸回路中并接一个变频器发出的“事故跳闸”信号，以保证在变频器系统出现严重故障或者检测到现场需要停机的事故后，能够及时联跳上级进线开关。
4）为保证变频器事故或者检修时风机仍能在工频状态下继续工作，变频器系统配有手动旁路柜，风机的运行可进行变频/工频状态的切换。
5）旁路柜切换说明：10kV电源可以经变频装置输入刀闸QS1到高压变频调速装置，变频装置输出经出线刀闸QS2送至电动机；10kV电源还可以经旁路刀闸QS3直接起动电动机。变频装置的输出刀闸QS2和旁路刀闸QS3互相闭锁，即QS2和QS3不会同时闭合。变频运行时，闭合QS1和QS2 ,同时QS3断开；工频运行时，断开QS1和QS2，同时QS3已经闭合。当变频装置出现故障或者工程检修时， 将变频器的隔离开关打到工频状态，使变频装置与供电以及生产过程隔离，而风机在工频电源下正常运行，以保证生产的安全运行。
6） 变频器能够实现远程控制和本机控制。根据上料皮带的启停和3台四辊破碎机运行台数信号的不同来调节风机运行的频率；本机控制通过变频控制器面板调节频率输出，远程控制通过远操作箱调节变频器的输出频率。其中，上料皮带的启停信号点到变频器安装场地约150米；３台四辊破碎机的运行信号从四辊破碎机的控制室取出，距离变频器安装场地约３０米。
7）高压变频器与现场高压接口：从现场电机的原高压电源柜取电源点连接到变频器系统的旁路柜输入刀闸，旁路柜输出刀闸连接到现场电机，都采用高压铠装电缆连接，电缆容量符合我方工厂供电的要求值。
8）考虑现场散热问题，变频器冷却排风机加装通风风道将变频器产生的热风排出变频器安装室。
9）变频器装有风扇的机柜有易于更换的空气过滤网。
10）变频器的高压输入输出电缆由变频器柜体下进/下出。
三．　节能分析
该项目实施后，取得明显经济效益和社会效益。
根据变频器的运行记录，在工频运行条件下，记录30天实际耗电量，平均每小时耗电量98.75KWH，在变频运行条件下，记录30天实际耗电量，平均每小时耗电量33.13KWH 。
节电率：（98.75-33.13）÷98.75×100%=66.45%
年创效：（98.75-33.13）×24×365×0.56=32.19万元
同时，变频器调速使电机启动平稳，对电网没有冲击，可克服原频繁停车造成的机械电器故障。各项技术经济指标均达到了客户要求。
四．　结束语
该变频改造系统针对邯钢炼铁部四辊布袋除尘器电机的驱动方式，采用变频调速，根据四辊破碎机的开机数量调节电机的运行频率，从而达到节电的目的。且电机启动平稳，电机实现了真正的软启动、软停运，对电网没有冲击，可克服原频繁停车造成的机械电器故障，延长了电机使用寿命和维修周期，节约了大量电能。目前，系统运行可靠，操作方便，各项技术经济指标均达到了要求。
作者简介
宋红涛（1971-）： 本科 工程师
洪春（1981-）： 硕士 工程师