Abstract: this paper introduces the application of high pressure high-power inverter in the northwest tengda ferroalloy furnace project, explains the application of advantage of inverter in soft start, fault soft handoff, reliable operation, energy-saving, showing the application prospect.ofinverter
Keywords: Inverter Soft handoff Energy-saving
引言：隨著國產高壓大功率變頻器技術的日益成熟，性能質量的不斷提高，國家節能減排政策的推行，各應用企業自身從變頻器上獲得的較高的節能效益，國產高壓大功率變頻器正以其良好的啟動性能，平滑的故障切換，可靠的運行性能，顯著的節能效益等其他設備不可比擬的優勢獲得廣泛的應用，每年正以30%――50%的推廣速度在高速增長。許多企業已不限于對舊設備進行改造，許多新上的工程項目，也直接以變頻器投入，而不再設有工頻備用旁路，因此在這一方面，變頻器又有了新的應用天地，直接取代工頻而成為企業生產的主要電控設備，西北騰達鐵合金就是其中的一個特例。
騰達西北鐵合金有限責任公司是一家股份制民營企業，其前身是西北鐵合金廠。地處甘青交界的甘肅省蘭州市永登縣境內，占地面積4043820平方米。自備鐵路專用線在海石灣與國鐵蘭青線相接，公路相連109、312國道，交通便捷。擁有2.8平方公里儲量達6000萬噸的高品位、低雜質的石英石礦山一座，可穩定供應公司100-200年的生產需求。穿廠而過的大通河為生產生活提供了豐富的水資源。公司具備優良的生產、貿易環境和條件。 公司目前擁有硅系、鉻系兩大鐵合金產品的生產系統，共有鐵合金電爐26臺，總容量裝機25.7萬KVA。其中25000KVA電爐是從德國德馬克公司引進的現代化大型礦熱電爐。公司年生產能力25萬噸，其中硅鐵14萬余噸，鉻系產品8萬噸，硅微粉3萬噸，其它產品還有橡塑制品、電極糊、編織袋、石英砂等，可根據用戶特殊需要定制。
騰達西北鐵合金有限責任公司擁有自營進出口權和出口產品商檢權，為我國國家商檢局授權出口產品自檢認可單位。產品質量穩定可靠，國內首屈一指， 國際、國內市場信譽很高,主產品“西鐵牌”75#硅鐵1984年獲省優產品稱號,1985年獲部優產品稱號，1989年獲國家原材料產品最高質量獎-銀質獎章,1994年獲得甘肅省首批名牌產品稱號,1997年被評為‘97甘肅.蘭州交易會最受歡迎產品，同年又被甘肅省評選為“隴貨精品”, 2003年企業通過了ISO9001：2000質量體系認證。 2002年,經甘肅出入境檢驗檢疫局批準,公司成為甘肅省首批采用“過程檢驗模式”的企業,公司是甘肅省“出口優秀企業”、“甘肅工業六十強”，是甘肅省納稅大戶之一。2006年2月，公司被列入國家第一批符合行業準入條件的企業。要求生產高、精、尖鐵合金產品。
近年來，公司積極響應國家產業政策，在省委、省政府的正確領導下，不斷推進節能減排、淘汰落后、產業升級、發展循環經濟，規劃在五年內，淘汰全部6300KVA電爐，升級新建16臺25000KVA節能環保型電爐，項目總投資13.06億元，分四期建設完成。經過一年多的設計、論證和前期準備，產業升級項目一期工程已投入使用。
新上的冶煉電爐，其除塵風機就采用變頻控制。由于該公司在2007年除塵風機節能改造中，采用了山東新風光高壓變頻器進行設備改造，經過3年多的試運行，其穩定性、可靠性、節能效果等得到了用戶的一致贊同，因此在新項目應用中，繼續與山東新風光電子科技發展有限公司合作，對4臺高壓除塵風機進行設備配套，直接用變頻器作為電控設備投入運行。
1、設備概況
現場共有4臺高壓風機設備，采用蘭州電機有限責任公司生產的變頻調速三相異步電動機作為動力設備，其參數如下：
型號：YPTQ500-6
額定轉速：992r/min
功率因數：0.842
額定電壓：6000V
額定電流：95A
額定頻率：50Hz
接線方法：Y
外殼防護等級：IP54
絕緣等級：F
除塵風機：
型號：YT-2*26XR26F
額定風量：2880m3/h
額度功率：800KW
額定風壓：7370Pa
額定轉速：960r/min
生產廠商：沈陽風機廠
2、系統方案
該系統在招標時，特別提出，由于現場電網功率小，不能在工頻運行時直接啟動電機運行，因此在變頻器運行出現故障時，不能直接啟動工頻運行，要求由變頻器啟動再轉入工頻運行。當時參與招標的十幾家變頻器生產廠家都沒有拿出合理的方法進行控制，所做的方案都被用戶否決了，只有山東新風光變頻器廠家，采用變頻軟投切的方式，利用本公司的專利，用變工頻無擾動切換的方法，最終獲得了用戶的認可，一舉中標，并且在廠家生產的過程中，派專人到廠家進行監督生產，在故障切換方面進行實地驗證，獲得了認可。現在已投入使用，變頻器故障情況下轉入工頻，十分平穩可靠，對電網沒有造成任何沖擊，實現了變工頻的無擾切換。
具體方案為：
采用兩臺變頻器互為切換的方式，比如1、2#變頻器，正常情況下，兩臺電機變頻運行，當1#變頻器出現故障停機退出運行時，由系統將該故障信號傳入2#變頻器，該變頻器得到該信號，將自動將頻率升到50Hz，然后有轉換板檢測變頻器輸出與工頻的相位和頻率，達到一直時，將2#電機變頻器甩開，轉到工頻回路上，即直接由電網帶動電機運行，而2#變頻器這時頻率降低，待降至0Hz以后，再去啟動1#電機，由2#變頻器帶動1#電機變頻運行，這樣系統為1#變頻器因故障退出運行，2#變頻器帶1#電機變頻運行，而2#電機工頻運行，從而實現了變頻與工頻的無擾切換運行。當2#變頻器出現故障退出運行時，同樣1#變頻器將運行頻率升到50Hz，將1#電機甩到工頻上，1#變頻器再去帶2#電機，實現變頻運行。
3、4#電機運行情況作同樣處理。
系統控制原理圖如下：
母聯1和母聯2分別是從電網來的兩段母線，其中母聯1與2#電機的工頻旁路相連，用于2#電機的工頻旁路，母聯2與1#電機的工頻旁路相連，用于1#電機的工頻旁路。1#電機和2#電機分別并接到1#和2#變頻器的對應輸出上，以便切換時都能投得上。
在人機界面上有KM4、KM5的選擇按鈕，選擇是運行1#電機還是2#電機。K11、K12、K21、K22、K31、K32分別是1#、2#變頻器的高壓隔離開關，一般是合上的，正常情況下1#變頻器帶1#電機，即真空交流接觸器KM41吸合，2#變頻器帶2#電機，真空交流接觸器KM42吸合。當1#變頻器故障時，KM41、KM11斷開，變頻器停止運行，2#變頻器將運行頻率升到50Hz，進行與工頻電源的相位與頻率的比較，在二者一致的條件下，將KM52斷開，與變頻器脫開，同時將KM32吸合，將2#電機投入工頻運行。2#變頻器開始降頻，待降至0Hz后，可在人機界面上選擇，將KM42吸合，2#變頻器就可以帶1#電機運行了。同理，當2#變頻器故障時，2#變頻器的真空交流接觸器KM52、KM12斷開，變頻器保護停機。1#變頻器將頻率升到50Hz進行與工頻電源的相位與頻率的比較，在二者一致的條件下，將KM41斷開，使1#變頻器與電機脫開，同時將KM31吸合，將1#電機投入工頻運行，變頻器降頻，待降至0Hz后，在人機界面上選擇，將KM51吸合，1#變頻器就可以帶2#電機運行了。
3#和4#變頻器與電機作同樣的切換方式。這里注意一點，變頻器故障時只是停本身的電源，不跳高壓室的高壓，否則無法實現工頻切換。
圖1、系統原理圖
3、高壓變頻器系統介紹
JD-BP37/38系列高壓變頻調速系統，以高可靠性、易操作、高性能為設計目標，滿足用戶對于風機、水泵類機械調速節能、改善生產工藝的迫切需要。本調速系統適配各種通用三相異步電機，并即將開發適合國內情況的高壓同步電機調速系統。JD-BP37/38系列高壓變頻調速系統采用新型IGBT功率器件，全數字化微機控制，具有以下特點：
1、安裝、設定、調試簡便；
2、采用了空間電壓矢量控制技術、載波移相控制技術等，使輸出波形更接近正弦波。
3、采用“飛車啟動”和中性點飄移技術，使啟動更加平穩，適應性更強，故障情況下可保證最大的功率輸出。
4、外接與變壓器提供的控制電源可以切換，保證運行的穩定可靠性。
5、功率電路模塊化設計，維護簡單，互換性好
6、內置PLC，易于改變控制邏輯關系，適應多變的現場需要
7、輸入功率因數高，電流諧波少，無須功率因數補償、諧波抑制裝置
8、只有控制電源無高壓電可任意檢測各點輸出信號，控制器具有特色和創新
9、可接收和輸出多路0～5V/4～20mA工業標準信號；以便于用戶DCS系統接口
10、輸出階梯正弦PWM波形，無須輸出濾波裝置，對電纜、電機絕緣無損害，電機諧波少，減少軸承、葉片的機械振動
4、運行效果
該系統自投運以來，變頻器運行都很穩定，產生了明顯的經濟及社會效益，主要體現在：
4.1運行安全穩定，由于采用了“星點飄移”及“飛車啟動”技術，在變頻器輕故障下，在3個單元故障內，變頻器自動調整三相輸出的星點，使系統運行穩定，不會出現頻繁停機的故障，耽誤生產。
4.2由于采用了軟切換技術，在現場調試、試驗時，變頻器帶載模擬故障，在變頻轉至工頻時，都很平穩，無大的沖擊電流，切換電流都在1.3倍額定電流內，對電網及負載都很有<
