淺談10 kV大功率增壓風機的幾種一次配電方案

相廣順 趙群潤 趙劉軍

摘 要：在冶金行業、電力行業生產運行過程中，大功率增壓風機是最常見也是最重要的設備。為了保證正常生產，不出現因大功率增壓風機電氣系統故障而導致的停機狀況，企業通常在配電方案上都會考慮選擇一用一備或者二拖二，這樣既能保證生產，又能在一次投資費用上為企業節約成本。現結合冶金行業的實際工程案例，介紹幾種不同大功率增壓風機的配電方案，希望可以為相關行業同仁提供借鑒思路，滿足實際方案需求。

關鍵詞：大功率增壓風機;一用一備;二拖二;配電方案

0? ? 引言

大功率增壓風機的啟動通常會采用降壓方式，這就涉及目前行業中常用的三類電氣設備：固態軟啟動器、液阻軟啟動器、高壓變頻器，這三種設備都能對高壓電機進行啟停及保護。在大功率增壓風機的配電方案中，這三種電氣設備也是最常用的，因此有必要先對它們的工作原理做個大概了解，以便選擇配電方案時綜合考慮。

1? ? 常用電氣設備原理簡述

1.1? ? 固態軟啟動器

采用DSP（數字信號處理）控制技術、電力電子技術及多只可控硅串并聯技術對電動機進行全面控制和綜合保護，通過設置啟動轉矩、啟動電流、啟動時間、停機時間等參數來控制晶閘管的導通角，使得電機平滑啟動，直到晶閘管全導通，電機達到額定轉速。

1.2? ? 液阻軟啟動器

靠溶解在水中的電解質（NaHCO3）離子導電，電解質充滿于兩個平面極板之間，構成一個電容狀的導電體。水電阻串入電機定子回路以后，可通過調節極板之間的距離來調節水電阻的阻值，進而調節電機的轉速：阻值越大，電機轉速越慢;阻值越小，電機轉速越快，當阻值為零時，電機達到額定轉速。液阻軟啟動器的優點是可改變電動機的轉差率S，其不僅能達到調速目的，還能增加電動機啟動時的轉矩，減小啟動電流。

1.3? ? 高壓變頻器

高壓變頻器（本文所述變頻器為交流-直流-交流拓撲結構）由變壓器柜、功率單元柜、控制柜、旁路柜（選配）組成。三相高壓電經過高壓開關柜送至變頻器進線銅排處，然后通過變壓器柜的移相變壓器進行降壓和移相處理，為功率單元柜中的功率單元供電;控制柜中的主控制單元通過光纖實時對功率單元柜中的每一個功率單元進行整流、逆變控制、檢測。客戶可根據實際需要通過控制柜上的操作界面或者遠程控制系統（PLC/DCS）給定變頻器的頻率，控制柜中的主控制單元即可把控制信號發送到功率單元柜中的功率單元，從而進行相應的整流與逆變調整，使得變頻器輸出的電壓等級滿足負荷需求。

2? ? 案例概況

2.1? ? 河北唐山某鋼廠球團廠脫硫脫硝工程

案例概況：球團廠有兩條球團生產線，配電方案一致，每條球團生產線設計煙氣量2 160 000 Nm3/h，經過兩個脫硫脫硝系統后匯至一個煙囪排放。每個脫硫脫硝系統都配置一臺功率為5 000 kW的增壓風機，具體的配電一次系統圖如圖1所示。

從圖1可知，球團焙燒機正常生產時脫硫脫硝系統的1#a增壓風機使用變頻器1A來調節運行，高壓AH1105柜與DL1101柜處于合閘狀態;同理，脫硫脫硝系統的1#b增壓風機使用變頻器1B來調節運行，高壓AH1205柜與DL1201柜處于合閘狀態。

當變頻器1A發生故障，故障信號會自動觸發停機聯鎖，將高壓AH1105柜與DL1101柜分閘。為了在短時間內恢復球團焙燒機的生產，就要使用變頻器1B來啟動1#a增壓風機，此時，1#b增壓風機必須先切換到工頻運行，在保證脫硝系統運行穩定的前提下，將變頻器1B頻率升至50 Hz，然后中控遠程合閘高壓AH1204柜，同時瞬間分閘高壓AH1205柜與DL1201柜;等待變頻器1B允許送高壓電信號至中控系統，然后合閘高壓AH1106柜與DL1202柜，最后按照正常的啟機操作啟動1#a增壓風機。

當變頻器1B發生故障，故障信號會自動觸發停機聯鎖，將高壓AH1205柜與DL1201柜分閘。為了在短時間內恢復球團焙燒機的生產，就要使用變頻器1A來啟動1#b增壓風機。此時，1#a增壓風機必須先切換到工頻運行，在保證脫硝系統運行穩定的前提下，將變頻器1A頻率升至50 Hz，然后中控遠程合閘高壓AH1104柜，同時瞬間分閘高壓AH1105柜與DL1101柜;等待變頻器1A允許送高壓電信號至中控系統，然后合閘高壓AH1206柜與DL1102柜，最后按照正常的啟機操作啟動1#b增壓風機。

2.2? ? 河北滄州某鋼廠燒結廠脫硫脫硝工程

案例概況：燒結廠有兩臺240 m2新建燒結機，需配套設計兩套一樣的脫硫脫硝系統，每套脫硫脫硝系統配置一臺增壓風機，功率為4 500 kW，合計兩臺。甲方要求使用二拖二互為備用方案，我司與甲方經過協商，綜合考慮之后確定的配電一次系統圖如圖2所示。

由圖2可知，燒結廠燒結機正常生產時，每條脫硫脫硝系統的增壓風機都是由其相對應的固態軟啟動器來完成啟動運行。

1#固態軟啟啟動1#增壓風機的具體操作過程：高壓隔離柜Q1與Q2隔離刀處于斷開狀態，Q11隔離刀與Q12隔離刀合閘，中控系統在收到1#固態軟啟柜的允許送高壓電信號后遠程合閘斷路器QF11，然后高壓真空接觸器KM12與KM13瞬間合閘，固態軟啟按照已設置好的參數啟動1#增壓風機。當1#增壓風機的轉速達到額定轉速，高壓真空接觸器KM11合閘，同時瞬間分閘高壓真空接觸器KM12與KM13，此時，1#增壓風機啟動完成，然后根據脫硫脫硝系統的工藝參數來調節增壓風機入口導葉開度，使得脫硫脫硝系統正常運行。

2#固態軟啟啟動2#增壓風機的具體操作過程：高壓隔離柜Q1與Q2隔離刀處于斷開狀態，Q21隔離刀與Q22隔離刀合閘，中控系統在收到2#固態軟啟柜的允許送高壓電信號后遠程合閘斷路器QF21，然后高壓真空接觸器KM22與KM23瞬間合閘，固態軟啟按照已設置好的參數啟動2#增壓風機。當2#增壓風機的轉速達到額定轉速，高壓真空接觸器KM21合閘，同時瞬間分閘高壓真空接觸器KM22與KM23，此時，2#增壓風機啟動完成，然后根據脫硫脫硝系統的工藝參數來調節增壓風機入口導葉開度，使得脫硫脫硝系統正常運行。