变频器新品类构建组的技艺及践行

　　快速性要求传统冲渣水泵之所以全天候工频运行主要原因是高压馈电柜的投退需要一定时间，有时因水泵电动机起动不及时而影响向冲渣沟送水，因此为了不影响生产，使用单位使冲渣泵电动机全天候工频运行。高压变频调速方案可以实现高炉不出渣时水泵电动机低速（低频）运行，而在出渣时能快速调节到所需转速达到按需供水的目的。可见，高压变频调速方案调速既能保证响应的快速性又达到节能目的。

　　设备选型通过对比国内市场上各个厂商的变频调速方案，确认国内某厂商的高压变频器调速方案投资最少，可用于普通异步电动机调速，而且此前有近100个成功案例。在新4＃高炉冲渣水处理系统工程中，选用该厂商的HARSVERT―A06／035型高压变频器。

　　HARSVERT―A06／035变频器主要技术指标如表1所示。

　　系统原理概述1变频器原理简述HARSVERT―A06／035高压变频调速系统采用直接“高－高”变换形式，电网电压经过二次侧多重化的隔离变压器降压后给功率单元供电，功率单元为三相输入，单相输出的交－直－交PWM电压源型逆变结构，相邻功率单元的输出端串接起来，形成Y接结构，实现变压变频的高压直接输出，供给高压电动机。

　　系统控制原理（1）系统构成从确保生产的稳定性和维护的安全性方面考虑，对设计图纸做适宜性修改，将系统设计成一拖二手动控制变频加旁路的方案（用于变频／工频切换），系统由3个高压开关柜（Q1、Q2、Q3）和4个真空断路器（QF1、QF2、QF3、QF4）组成（见）。它们不但在机械上实现互锁，在电气上同样设置互锁，比如当1＃泵变频运行时，QF1合闸，且与QF2、QF3存在电气互锁（即1＃泵变频运行，2＃泵不能变频运行，同时1＃泵也不能旁路运行）；当1＃泵旁路运行时，QF2合闸，且只与QF1存在电气和机械互锁（即1＃泵旁路运行时，2＃泵可选择变频运行或工频运行）。同理，2＃泵运行时，只需对应的真空断路器相应动作即可。但当变频开关柜Q1跳闸时，变频真空断路器QF1、QF3同时跳闸，允许水泵旁路运行。

　　（2）电动机及离心泵参数电动机及离心泵参数如表2所示。

　　炉渣处理与变频器运行情况出渣情况高炉平均每天出铁18炉，每炉铁平均耗时约55min，间隔20min.在出铁的25min后就开始放渣，故冲渣水泵在出铁间隔及出渣前25min的时间内，只需较低的转速（设定10Hz），不需要满负荷运转。利用高压变频器根据实际需要对冲渣水泵进行变频运行，既改善了工艺，又达到节能降耗的目的，高炉出渣周期表如所示。整个出渣工艺时间约30min.也就是说，水泵只需要全速运行30min左右，每天约9h（18×0.5h）。高速定为50Hz；低速定为5～10Hz（根据现场实际调节）。

　　设备运行情况通过一段时间的运行，HARSVERT―A06／035型高压变频器表现出以下优点：（1）运行稳定，安全可靠。为高炉安全可靠生产提供了强有力的保障，而且变频器还具有免维护的特点，只需定期更换柜门上的通风滤网，不用停机；当功率模块发生故障时，模块旁路，变频器可以降频运行，从而保证生产的连续性。

　　（2）节能效果显著，大大降低了电能消耗。

　　（3）电动机实现了真正的软起动、软停机，能减少对电动机和水泵的机械冲击。此外，电动机在高炉不出渣时可低速运行，不仅减少配电工的工作量，而且有利于现场操作人员控制冲渣水循环系统的供水量。

　　（4）变频器同现场信号无缝接口，满足生产的需要。由于变频器采用PLC为主控元件，现场信号接入灵活；同时可以测算出电动机转速及电流，便于用户及时了解电动机运行情况。

　　（5）适应电网电压波动能力强，尽管有时电网电压高达6.6kV，但变频器仍能正常运行。

　　实际节能效果分析水泵调速前后流量、功率与转速之间关系为Q1／Q2＝n1／n2P1／P2＝（n1／n2）3式中，Q、P、n分别为水泵的流量、功率、转速。

　　假如转速降低一半，即：n2／n1＝1／2，则P2／P1＝1／8，可见降低转速能大大降低功率，从而达到节能的目的。当采用高压变频器时，50Hz满载工作电流比电动机额定电流值要低许多，电流降为28A.理论上可以为电网节约容量20％左右。