ACS800變頻器在曹妃甸煤炭碼頭帶式輸送機中的應用

石鳳杰

摘要：文章主要介紹了AC800交流變頻器在煤炭港口帶式輸送機中的應用方案，同時該設備的使用對提高港口裝船效率和節能等方面有明顯效果。

關鍵詞：ACS800變頻器；帶式輸送機；曹妃甸煤炭碼頭

中圖分類號：TD632 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）04-0061-02

一、工程概述

本工程在曹妃甸港區新建5個專業化煤炭裝船外運泊位，泊位噸級和數量分別為：5萬DWT泊位1個、7萬DWT泊位2個、10萬DWT泊位2個。碼頭的設計年運量為5000萬噸。

本工程取裝流程共15條皮帶機，全部采用ACS800變頻器進行驅動。皮帶機驅動單元配置為雙驅或四驅，共采用34套變頻器。

二、變頻系統配置及要求

（一）系統配置

變頻調速系統包括10kV開關柜、三繞組變頻變壓器、690V變頻器以及連接線纜。本系統采用三種型號變頻器，分別為：ACS800-07-0610-7、ACS800-07-1060-7和ACS800-07-1160-7。

（二）系統配置要求

1．變壓器要求。變頻器輸入側為一臺三繞組變壓器，聯結組別為Dy11d0，次級繞組的Y接法和?接法能夠產生30°的相角差，可以將六脈波變頻器中的五、七

次等主要諧波進行消除或減小，降低高次諧波的干擾。

變壓器容量：

ACS800-07-0610-7 配用：1250kVa；

ACS800-07-1060-7 配用：1600kVa

ACS800-07-1160-7 配用：2000kVa

電壓等級：10kv±10% / 2*0.69kV；

連接組別要求：Dy11d0；

絕緣水平要求：AC35/AC5；

接地屏要求：變壓器一二次之間加接地屏防電磁干擾；

短路阻抗：6%；

過載能力：200%不小于10秒；

過激磁能力：不小于110%；

變比偏差：兩副邊繞組在額定負載下輸出的電壓偏差≤1%UN；

阻抗偏差：兩副邊繞組的短路阻抗壓降偏差≤3%；

絕緣等級：H級（干式）。

2．變頻電機要求。

冷卻方式：風冷；

絕緣等級：F級；

溫升等級：B級；

軸承：非驅動端絕緣軸承；

工作制：S1；

電機軸機械強度：能承受不小于2倍轉矩；

電機轉子：采用銅轉子可適應頻繁的轉矩過載。

3．功率電纜及電纜距離。

功率電纜選型：要求采用耐壓等級不低于1000V的電纜，電纜載流量選擇可根據實際負荷情況選擇；本工程電纜耐壓等級為1.8/3kV.

變頻器到電機的距離：

ACS800-07-0610-7型號變頻器的允許最大電纜距離為300米。

ACS800-07-1060-7和ACS800-07-1160-7型號變頻器允許最大電纜連接距離為500米。

三、變頻驅動裝置的控制應用描述

（一）主從控制

本系統取裝線皮帶機均為多電機驅動，對于同一條皮帶機的多臺電機，采用主從驅動控制方式，設置其中一臺變頻為主機，其余變頻為從機，外部控制信號只與主機連接，主機通過一個光纖通訊模塊（RDCO-02C）控制從機。主機是典型的速度控制，從機跟隨主機的轉矩或速度給定，從而實現主從同步，進而保證負載的均勻分配。

（二）主從機故障連鎖接線

為保證從機出現任何故障主機都會停止運行的可靠性，單獨使用一根電纜將從機故障信息傳送給主機。通過參數30.18 COMM FAULT FUNC和參數30.19 MAIN REF DS T-OUT可以監控主/從連接。其中參數30.18定義了當檢測到主/從連接故障時，對故障采取的處理（NO/FAULT/WARNING）。參數30.19用于設置從監測故障到故障處理（參數30.18）所用的時間。

（三）與PLC控制系統連接線

根據工藝要求，皮帶機設有就地操作和遠程操作兩種方式。皮帶機設機側操作箱，通過操作箱上選擇開關選擇就地操作和遠程操作。機側操作箱上設置速度選擇開關，在就地操作時，可選擇全速、半速、驗帶速度（0.1倍全速）運行，速度給定通過RDCU-02（主控板）DI3和DI4端子實現；在遠程操作時，通過通訊方式接收外部系統PLC發出的速度給定，變頻器DI給定信號權限高于通訊方式。通訊給定與DI給定控制通過RDCU-02C（主控板）上的DI5端子實現切換。

（四）與控制系統通訊

ACS800變頻器可根據需要配置各種通訊適配器，通過選擇不同的適配器，變頻器可以與多家產品的上位系統或PLC通訊。本工程PLC選用美國AB公司L63系列產品，變頻器相應選擇了DEVICENET通訊適配器，型號為RDNA-01。通過通訊方式，中控室上位畫面上可以實時看到電機的電壓、電流、轉速、功率等參數。

ACS800變頻器通過將參數98.02設置為FIELDBUS來啟動，激活模塊設置參數組51；98.07將定義進行通訊的協議，通常為ABB DRIVES。在參數組51中的參數設置完成之后，必須檢查傳動單元的控制參數組設置，必要時做出相應調整。

四、散熱問題

ACS800變頻器運行的工作環境是-15℃～+50℃之間。變頻器散熱問題如果處理不好，會影響到變頻器的使用，甚至造成變頻器的損壞。本工程選用大型工業級空調作為變頻器室散熱的重要手段。

變頻器投入運行后，還要求現場維護人員進行定期保養維護,這樣才能使變頻器的散熱系統正常工作，使變頻器的工作環境在允許范圍之內，進而保證變頻器安全可靠的運行。

五、內部元件更換

本工程選用的ACS800-07-0610-7、ACS800-07-1060-7、ACS800-07-1160-7三種型號變頻器，其中ACS800-07-0610-7為單模塊結構的變頻器，ACS800-07-1060-7、ACS800-07-1160-7為整流模塊與逆變模塊分體且模塊均為可抽出式的手車結構。

1．ACS800-07-0610-7采用整流-逆變一體化結構的模塊結構，為方便維修和模塊更換本項目配置了ACS800-07-0610-7內置模塊的專用小車，維修人員可通過拆除模塊底部與母排連接的固定螺栓后，該模塊是安裝在一個滑軌上，維修人員可直接將模塊拖出，將模塊安放在專用小車上（小車高度可根據現場情況調節），維修人員可通過小車來轉運和維修該功率模塊，如下圖所示：

2．ACS800-07-1060-7、ACS800-07-1160-7采用抽出式結構的變頻裝置，都是手車結構設計，因此對于同型號變頻器的整流和逆變的功率模塊的手車可以直接互換，模塊互換后無需調整任何參數，設備重新上電后即可投入運行。

六、結語

根據變頻特性，取裝線輸送機可以靈活地重啟重停，因此，裝船機移艙作業時可增加流程重起重停模式，不必考慮電機起動時間間隔的問題，減少輸送機空載運行時間，提高裝船效率，同時還起到了節能的效果，得到了用戶的認可，變頻器在港口帶式輸送機系統中將會得到越來越廣泛的應用。

（責任編輯：趙秀娟）