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产品名称:风机变频与在线监测系统

更新时间:2016-10-29 15:57:51

 风机变频与在线监测系统


  风机变频


  风机变频拖动


  4.1风机变频拖动的必要性


  ①能确保变频改造的通风系统的安全、可靠


  切换整个程序由系统程序精确控制,实现风门和主不改变现有运行的工况点,改造后与现有通风工况的一致,能确保变频改造后通风的安全、可靠。
  异步机变频调速系统现国内技术已经很成熟,它的各项动态指标已相当稳定,可实现使用工况点的稳定运行,且已在煤矿主通风机领域得到多年的成功可靠、安全应用经验。

  采用变频集中闭环控制和变频器四象限运行,风机扇风机的自动无间断切换。由此可缩短切换或倒风时间,改善了通风系统的安全性。


  ②节能


  变频节能:使用变频调速时,如果流量要求减小,通过降低风机的转速即可满足要求并实现变频节能
  变频节能:使用变频调速时,如果流量要求减小,通过降低风机的转速即可满足要求并实现变频节能

  功率因数提高后,电动机的运行状态并没有改变,电动机消耗的有功功率和无功功率也没有改变。变频器中的滤波电容与电动机进行无功能量交换,因此变频器实际输入电流减小,从而减小了电网与变频器之间的线损和供电变压器的铜耗,同时减小了无功电流上串电网。


  配电系统节省的损耗可以用如下公式计算



  设电机功率因数为0.75,更换变频后,能够达到0.95,配电系统节省的损耗计算如“△P%”


  由上式可以看出改造后配电系统能够节省损耗38%


  由流体力学可知:风量与转速的一次方成正比;风压与转速的平方成正比;轴功率与转速的三次方成正比



  某矿业分公司电机的轴功率为560kW,目前运行实际风量约105m3/s,即为额定风量的105/112=93.75%,节省风量余量空间6.25%,采用变频拖动后,将主通风机风叶角度调至最高效率区,通过改变主通风机运转频率,达到最高效的工况。其节能效益计算如下:


  节省功率:△P=560*(1-93.75%3)=98.6KW
  年节省电量:W=△P*365*24=98.6*365*24=863736KWH

  年节省电费:863736*0.58=50万元


  如果按照实测最大风量计算,节省电能会更大。


  ③软启动、软停车功能


  采用变频调节后,系统实现软启动、软停车,电机启动电流不超过额定电流,对电网无冲击,延长了电机及风机的使用寿命。


  ④完善了保护功能


  在运行过程中能随时保护、监测到各种故障,显示故障类别(如电网电压降低,缺相,过载、过流保护,过压保护,过热保护,限流功能,控制电源故障连锁保护,模块过热,过载,直流过电压,欠电压等),并立即封锁输出电压。保护了变频电源,还可保护了电机不被损坏。


  ⑤自动控制功能


  可实现全自动运行,也可通过上位机集中控制,操作简单可靠,通过集中控制台按键就能设置各种参数、完成起动和停机操作,特别是简化了风机起动的操作过程,还可以实现风机的远程联网控制,节省人工成本。


  ⑥可实现远程监控


  通过自动化改造、技术升级,可将系统状况通过通信上传到调度系统、矿用自动化平台,实现远程的联网监控。


  ⑦维护量减少


  采用变频调速后,由于启动平稳,低速运行,风机的振动、噪音和温度明显降低,相应地延长了许多零部件,特别是密封、轴承的寿命。有效延长了检修周期,减少检修维护量,节约维护费用。


  设计方案及功能


  ①系统构架



  ②主扇风机的类型


  风机根据气流进入叶轮后的流动方向为:轴流式风机、离心式风机,主扇风机一般采用轴流式风机。
  轴流式风机分为:普通轴流风机、对旋式轴流风机。
  对旋式轴流风机相比普通轴流风机的区别和优点:

  所谓对旋式轴流风机就是将一个叶轮装在另一个叶轮的后面,而叶轮的转向彼此相反。由于这种结构可省去中间及后置固定导叶,且涡流损失较小,具有传动损耗小、压力高、高效范围较宽、效率较高的特点。


  ③风机的主要技术参数


  风量:风机在单位时间内所输送的体积流量或质量流量。
  负压:流体在风机内所增加的能量,即单位质量流量(单位体积流量)经过风机时所获得的能量增加值。
  转速:风机每分钟的转速。

  功率或效率:单位时间内流体经过风机后所获得的能量(有效功率)与原动机传给风机的功率之比。


  ④一拖一方案



  ④一拖二方案




  ⑤ 变频方案


  中压变频市场方案分为:多重化电压型方案、高高变频方案。


  多重化电压型方案:所谓多重化电压型解决方案,就是每个桥臂上采用多个低压IGBT器件(630/1400伏)串接,达到高电压输出到电机的目的。隔离变压器的设计与其他方案不同,变压器的次级引出多个抽头,每个抽头引出630伏电压向低压IGBT器件提供馈电。


  高高变频方案:高高方案就是采用6kv高压大功率元器件构成的变频器,其直接从高压进线,经由变频器,直接输出高压到电机,无需升压/降压过程的变频方案。




一次原理图



控制原理图


⑥高低压供电





  ⑨电控系统控制模式


  电控系统分三种控制模式


  1    非联锁(检修)条件下的手动方式
  系统整体内的所有设备处于解锁状态,操作人员可在该方式对系统中的单体设备进行相应操作及维护。
  2    联锁条件下的手动方式
  该模式下操作人员可在组态界面中对系统中的设备进行控制,常规的系统维护可处于该模式下;
  3    全自动方式

  该运行模式属于自动运行方式,1#系统出现问题后可自动倒换到2#系统


  ⑩系统功能说明:在线监测系统






      ⑾系统特点


  独立的PLC系统,可靠性高
  每套风机均采用独立的PLC控制
  全自动运行模式
  由PLC完成风机运行的全部逻辑控制,能够全自动完成风机切换、倒风、负压调节、安全监控等功能。
  在线监测系统,保护措施完善
  系统所有设备的运行状态均输入PLC,实现安全监控同时系统配有完善的防雷防干扰措施。通风机在线监测系统对主扇风机的运行主要参数如风压、风量、油压、轴承温度、排气温度等,进行实时监视和记录,实时报警。
  现场总线及网络支持

  提供多种现场总线支持,控制系统通过以太网与上位机监控系统连接,方便扩展。


  ⑿系统保护功能


  高压柜保护功能
  阶段式电流保护
  反时限电流保护
  过、低电压保护
  外部开入跳闸
  变频器内部保护
  过载、过流保护
  缺相保护
  过压保护
  过热保护
  限流功能
  控制电源故障连锁保护
  外部开入跳闸保护
  变频器本体
  温度
  振动

  瓦斯



 4.3检修与维护


  ① 注意事项


  变频器室通风与散热
  倒闸操作顺序
  自动旁路与手动旁路(直接启动)
  高压变频器出线柜与变频器的闭锁关系
  高压系统的备自投
  高压系统的PT切换
  清洁
  检修维护
  变频器说明书

  电机说明书









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