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vacon变频器接线图

发布日期:2016/3/9 10:31:57 浏览:3298

鞍钢齐大山铁矿选矿厂根据生产发展需要,8台尾矿渣浆泵分成4个系统(支路),每个系统有2台泵串联运行。平峰时4个系统两工两备,向100米高的山顶蓄水池输送尾矿渣浆。

离心式泥浆泵型号:250pn;流量:830m3/h;扬程:57.5米水柱;转速:590r/min;石家庄水泵厂制造。

电动机型号:js1512-8;额定功率:630kw;额定电压:6kv;额定电流:74a;额定转数:735r/min;定子绕组接法:y;沈阳电机厂制造。

尾矿渣浆泵是选矿生产的主要设备之一,渣浆泵正常安全工作在整个选矿系统中起着至关重要的作用。为适应对渣浆泵的排放量调节需求,特别是电动机增容需求,特选用鞍山市权晟电子电力有限公司制造的专利产品“增容型高—低压变频调速集成装置”(中国专利授权号:200410021252.9)。变频控制部分采用高质量的vacon变频器,矢量控制型vacon变频器完全可以满足工业环境下应用要求。使得控制系统可靠性高、编程简单、易于维护。在确保生产尾矿量变化的前提下,既能满足排放量和管道压力的调节要求,又能最大限度地节约能源。

2增容型高—低压变频调速集成装置简明原理

该变频装置由多功能变压器t、低压大功率变频器f、利用普通高压电动机改压增容的变频调速电动机hm'等部分组成。

本项目就是利用6kv、630kw、8极笼型电动机,通过采用“中压绝缘”和低压接线方式,增容为730kw。又利用多功能变压器隔离并抑制来自变频过程中产生的高次谐波。

其电气原理如图1所示。

图1高低压变频装置电气原理图

2.1增容型变频装置配置

增容型高—低压变频调速设备选型:qshlvf800-o6/0.69

装置配置:

(1)多功能变压器8台。选用s9m-1250kva节能型免维护全密封无油枕变压器;环境温度 40℃时,允许温升55℃;兼有提供变频电源电压、工频电源电压、隔离与抑制高次谐波等多项功能。

(2)电机型号:js1512-8;额定功率:630kw;额定电压:6kv;额定电流:74a;额定转数:735r/min;定子绕组接法:y;沈阳电机厂制造。电动机进一步增容改造成电压690v变频调速730kw电动机额定功率:730kw;额定电压:690v;额定电流:764a;额定转数:735r/min;定子绕组接法:4路△接。

(3)变频器选用芬兰伟肯(vacon)公司原装690v、800kw规格的变频器,其无故障运行时间达500000小时,容许电压波动-15 10,属世界一流技术和一流产品,经负载动态实验。

(4)现场操作箱(盘)安装在电动机近处,面板上设有启动和停机按钮、多圈电位器调速旋钮、local/remote切换开关、电动机运行电流和转速数显仪表,以及故障声光报警器等。

2.2增容型变频装置技术规格

输入电压:3相6kv-15~ 10;

输出功率:800kw;

输出频率:0~50hz;

效率:96以上;

功率因数:0.95以上;

电压总谐波:小于2(远低于国家标准gb/t14549—93《电能质量公用电网谐波》针对6kv电网的限定值为4,本方案业经东北电力谐波站多次现场测试,仅为1.1~1.3);

启动模式:变频软启动,启动电流不超过额定电流;

系统控制:local/remote切换;local即本地操作箱现场操作,remote即通过rockwellplcdevicenet现场数据总线实现起、停控制,变频调速。

变频柜外形尺寸:

2200(高度) 2400(宽度) 800(厚度)mm。

2010(宽度)×1770(高度)×1230(厚度)mm,轨距:820mm。

3系统工作原理概述

每台尾矿渣浆泵要求具有两种控制方式:机旁的直接频率控制和上位机的集中控制。

选矿三相电源为6000v交流电,考虑到高压电机变频控制一次性投资大,安全性差等原因。采用增容型高-低压变频调速集成装置,用降压变压器把6000v电压降为690v,再采用电压等级为690v的芬兰伟肯vacon变频器进行变频控制。电机也由高压6000v电机改压为690v电机,降低了投资,提高了系统的可靠性。

芬兰伟肯vacon变频器具有可编程功能。vacon编程工具vaconnc1131-3engineering是一个符合iec61131-3标准的图形化的编程工具,它可以用来设计vaconnx特殊的控制逻辑和参数。它包含了基本功能模块和高级功能模块,如各种滤波器,pid控制器和积分器。nc1131-3可以创建参数,故障信息和其他与应用相关的特性。

根据控制要求采用伟肯vacon变频器的多目标控制应用宏,多目标控制应用宏具有两地控制功能,分别为源a和源b控制,其中源a控制为集中控制方式,源b控制为直接频率控制,伟肯变频器控制端子接线图如图2。

水泵变频器接线图

图2变频器端子接线图

变频器输入信号有:

p1:源b电位器频率给定值。

k1:源a/b电机起动/停止。

k3:故障复位。

k6:控制源a/b选择端子。

变频器输入信号有:

模拟量ao1:电机转速。

继电器ro1:变频器故障。

继电器ro2:变频器运行。

开关k6闭合时源a控制有效,控制方式为remote集中控制,即通过rockwellplcdevicenet现场数据总线实现起、停控制,变频调速。

开关k6断开时源b控制有效,控制方式为直接频率控制,给定值为电位器p1的设定值ai1,变频器的起动、停止控制由k1控制,根据风压设定值控制风机转速使得矿井风压达到要求值。

开关k3用于变频器故障复位。模拟量输出ao1设定为电机转速,送给控制盘上的转速表显示电机转速,继电器ro1用于变频器故障指示,继电器ro2用于变频器运行指示。

4节省有功功率

根据流体类风机、泵负载有以下关系:p(电机轴功率)∝f3(频率)

如保持现在所需出口压力和流量,平均运行频率点为:50hz×610/735≈41.5hz

(1)节电率

[1-(41.5hz/50hz)3]×100≈31

(2)年节电量

变频调速年节电量:630kw×31×8760小时(年均运行时间)×1/2(工/备比率)≈85.5万kw·h/a

去掉液力偶合器年节电量:630kw×(1—90效率)×8760小时(年均运行时间)×1/2(工/备比率)≈27.6万kw·h/a

冷却水泵年节电量:30kw×60(负荷率)×8760小时(年均运行时间)×1/2(工/备比率)≈7.9万kw·h/a

三项合计年节电量:85.5 27.6 7.9=121万kw·h/a

(3)年节电价值

0.4元/kw·h×121万kw·h/a=48.4万元

(4)投资回收期

变频装置的投资回收期:2年。

(5)节省无功功率

电动机的功率因数可由目前的0.85以下提高到0.95以上。

(6)延长设备大修期

由于实现软启动和降低转速运行,故可延长风机和电动机的大修期和使用寿命,从此全部根除了液力偶合器引发的事故。

(7)改善作业环境

去掉液力偶合器、浆渣泵及电动机实现长期低速运行后,会显著降低泵房温度和噪音,从而改善劳动作业环境。

5增容型高-低压变频调速集成装置与其他变频调速方法相比

(1)高效率

本变频系统效率大于96。其中变频器的额定效率为98左右,节能型变压器的额定效率为98.8左右,电动机因放大了线规从而降低了电流密度和铜损,其额定效率可提高了0.5~5个百分点,本项目电动机效率即提高了5个百分点。

(2)高可靠性

一是采用无油枕全密封变压器或者干式变压器均系免维护类型。

二是选用技术成熟的低压大容量变频器安全可靠。其中易损件之一内冷却风扇的使用寿命为8年(其他变频器说明书标注2~3年)。

三是利用高等级绝缘的电动机运行在低压变频工况下,绝缘寿命可谓无限长。

四是备有变频/工频切换开关,万一变频器发生故障还可及时切换到工频启动—运行模式,即使是工频运行,电动机仍可实现增容。

(3)低压安全

由于变压器将高/低压隔离,从变压器的输出侧→变频器→电动机的运行电压只有几百伏,颇有安全感,便于操作和维护。同时消除了电动机的高压电晕和变频器的高压吸尘弊端。

(4)省工期

本变压器的制造周期只要半月;变频器的供货周期只需1~2月;高压电动机增容改压约1个月左右;控制柜加工不超过1周;安装(包括敷设低压动力电缆和控制屏蔽电缆,无须重打地基和更换对轮)约1周左右,当天调试当天投运。总施工期(即见效期)仅为1~3月。

(5)省投资

由于该装置成本低,又增容,见效快,故投资回收期一般约为1~2年左右。本项目的投资回收期约为2年之内。

(6)省能源

节电率一般为20~50,本渣浆泵目前实测节电率为30以上。

(7)省原材料

在同等原材料和元器件配置前提下,本方案能提高电动机的额定功率1个等级;在同等功率前提下,增容变频方案可节省制造高压电动机的钢材10~20,节约高压绝缘材料40~60。

全系统操作简便,设备维护量小,有效减低了渣浆泵噪声,减小了电机起停过程对电网和设备的机械冲击,延长设备的使用寿命,提高了效益。此种方案在矿业渣浆泵控制具有的推广运用前景。

作者简介

王元福男电气工程师工业电气自动化专业,1991年至今供职于鞍山钢铁集团齐大山矿。

鞍钢齐大山铁矿选矿厂根据生产发展需要,8台尾矿渣浆泵分成4个系统(支路),每个系统有2台泵串联运行。平峰时4个系统两工两备,向100米高的山顶蓄水池输送尾矿渣浆。

离心式泥浆泵型号:250pn;流量:830m3/h;扬程:57.5米水柱;转速:590r/min;石家庄水泵厂制造。

电动机型号:js1512-8;额定功率:630kw;额定电压:6kv;额定电流:74a;额定转数:735r/min;定子绕组接法:y;沈阳电机厂制造。

尾矿渣浆泵是选矿生产的主要设备之一,渣浆泵正常安全工作在整个选矿系统中起着至关重要的作用。为适应对渣浆泵的排放量调节需求,特别是电动机增容需求,特选用鞍山市权晟电子电力有限公司制造的专利产品“增容型高—低压变频调速集成装置”(中国专利授权号:200410021252.9)。变频控制部分采用高质量的vacon变频器,矢量控制型vacon变频器完全可以满足工业环境下应用要求。使得控制系统可靠性高、编程简单、易于维护。在确保生产尾矿量变化的前提下,既能满足排放量和管道压力的调节要求,又能最大限度地节约能源。

2增容型高—低压变频调速集成装置简明原理

该变频装置由多功能变压器t、低压大功率变频器f、利用普通高压电动机改压增容的变频调速电动机hm'等部分组成。

本项目就是利用6kv、630kw、8极笼型电动机,通过采用“中压绝缘”

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