高壓變頻器無擾切換系統在高爐鼓風機上的應用

張學東

(上海電氣富士電機電氣技術有限公司，上海 201199)

0 引言

寧夏晟晏實業集團有限公司煉鐵車間新上兩臺10 kV，8 800 kW的高爐鼓風機，采用上海電氣富士電機電氣技術有限公司生產的FRENIC4600FM6e系列高壓變頻器作為軟起動設備對電機進行啟動，并且無擾切換到電網運行。

無擾切換系統是高壓變頻器檢測電網電壓和變頻器輸出電壓，逐步調整變頻器輸出，達到輸出電壓與電網電壓同相位、同頻率、同幅值，然后變頻器將電機由變頻器拖動運行切換到電網運行。

1 項目情況

1.1 電機參數

額定電壓：10 000 V

效率：97%

額定功率：8 800 kW

功率因數：0.9

額定電流：582 A

轉動慣量：700 kg·m2

額定轉速：1 494 r/min

廠家：上海電機廠有限公司

1.2 風機參數

起動阻力矩：15 000 N·m

靜阻力矩：3 000 N·m

機組轉動慣量(折算到電機端)GD2：15 000 kg·m2

起動阻力矩曲線(折算到電機端，不含電機)(冬季第一級靜葉片開度14°)，見圖1。

圖1 啟動阻力矩曲線

1.3 起動時間要求：180 s

2 項目情況分析

異步電機在啟動時(轉子堵轉時)，電機轉速為零，功率因數極低，堵轉時的電流最高可達額定電流的7倍。異步電動機轉子堵轉、轉子繞組短路時的等效電路，見圖2。

圖2 異步電動機轉子堵轉、轉子繞組 短路時的等效電路

根據等效電路可得基本方程如下：

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

異步電動機定、轉子漏阻抗標幺值都是比較小的，如果在它的定子繞組上加上額定電壓，這時定、轉子的電流都很大，大約是額定電流的4～7倍。因此可以采用降壓啟動的方式減小啟動電流。

保持電源頻率不變，只改變定子電壓的調速方法稱作調壓調速。……