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一﹑立窯羅茨風機高壓變頻改造的必要性
????? 貴州九龍水泥立窯羅茨風機為繞線式異步電動機，原有的運行方式是電機工頻全速運行，依靠出口放風閥來調節所需風量大小，由于該公司電網容量有限，電機不允許全壓啟動，電機采用轉子串聯電阻的方式啟動，啟動結束后再自動短接啟動電阻，電機全速運行，但投運后發現通過出口放風閥門調節方式存在如下弊端：
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1﹑出口放風閥調節反應滯后，調節速度慢，調節精度低，往往對現場所需風量控制不到位，影響現場的生產工藝要求。
2﹑出口放風閥調節不科學，不經濟，浪費資源，采用放風閥調節雖然結構簡單，投資少，但在節能意識日益加強的今天顯然已經不合適，水泥廠在建廠初期，出于后續可能擴建及運行安全的角度，電機及風機的裕量選用比較大，嚴重存在著大馬拉小車的現象，事實上，電機額定電流為40A，而電機實際運行電流平均僅為28A左右，由于采用出口放風閥調節，人為的放掉了風道的風壓和風量，大量的能源白白浪費被放風閥放出，在能源日益緊缺的今天，顯然已經落伍，節能改造勢在必行。
3﹑電機工頻全速運行時，電機軸承等機械部位磨損嚴重，另外，由于是轉子繞線式異步電機，轉子高速運轉時，其滑環上的碳刷磨損也相當嚴重，更換周期短，設備維護量大。
4﹑啟動過程復雜，轉子串聯電阻啟動方式附帶了很多二次回路，維護量大，使用效率卻不高，然而卻不可缺少，啟動方式屬于落后工藝。
綜上所述，要先想徹底的改變現有工藝，就必須從源頭改進，即通過改變電機轉速來調節風機轉速，從而達到調節風量的目的，以此來滿足現場工藝要求。
二﹑調速方式的選擇
????? 目前，國內大功率高壓異步電動機主要調速方式有以下幾種：串級調速﹑內反饋串級調速﹑液力耦合器調速﹑變頻調速等。
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1﹑串級調速：優點是可以回收轉差功率，所以調速效率比較高，但存在的問題也很多，它不適宜現有的轉子繞線式異步電動機，啟動過程復雜，啟動電流大，調速范圍有限，響應慢，功率因數和效率低，很難實現同PLC及DCS等控制系統的配合，諧波污染大，對電網有較大干擾。
????? 目前，國內大功率高壓異步電動機主要調速方式有以下幾種：串級調速﹑內反饋串級調速﹑液力耦合器調速﹑變頻調速等。
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1﹑串級調速：優點是可以回收轉差功率，所以調速效率比較高，但存在的問題也很多，它不適宜現有的轉子繞線式異步電動機，啟動過程復雜，啟動電流大，調速范圍有限，響應慢，功率因數和效率低，很難實現同PLC及DCS等控制系統的配合，諧波污染大，對電網有較大干擾。
2﹑內反饋調速：內反饋調速是在串級調速基礎上發展起來的，優點是具有串級調速的全部優點，體積小，缺點是：需更換專用電機，滑環處理不當容易出現事故，雖然采用頻敏變阻器啟動，可啟動電流仍很大，對電機和電網沖擊很大，調速范圍有限，輸入功率因數和效率低，電機側由于可控硅的逆變衍生出大量的高次諧波，對電機的絕緣造成老化，容易引起電機的轉矩脈動，附加發熱和噪聲污染，電纜需加粗使用，電機喘振現象無法消除。
3﹑液力耦合器調速：調速范圍有限，高速丟失轉差約3%-5%，低速轉差功率損失更大（1－調速比），最高可達額定傳送功率的15%，因效率與轉速成正比，低速時效率極低，精度低，無法切換運行，維護復雜，費用大。
三﹑科陸CL2700系列高壓變頻調速系統技術優勢
1﹑高效率、無污染、高功率因數
????? CL2700系列高壓變頻調速系統采用的是功率單元串聯的高-高方案，采用了多繞組高壓移相變壓器，二次側繞組中流過的電流在變壓器一次側疊加時，形成非常逼近正弦波的電流波形。經過實際測試，50Hz運行時，網側電流諧波＜2％，電機側輸出電壓諧波＜1.5％（即使在40Hz時，仍然＜2％），成套裝置的效率＞97％，功率因數＞0.96。完全滿足了IEEE 519－1992對電壓、電流諧波含量的要求。
????? 另外，通過采用自主開發的專用PWM控制方法，比同類的其它方法還可進一步降低輸出電壓諧波1～2％
????? CL2700系列高壓變頻調速系統采用的是功率單元串聯的高-高方案，采用了多繞組高壓移相變壓器，二次側繞組中流過的電流在變壓器一次側疊加時，形成非常逼近正弦波的電流波形。經過實際測試，50Hz運行時，網側電流諧波＜2％，電機側輸出電壓諧波＜1.5％（即使在40Hz時，仍然＜2％），成套裝置的效率＞97％，功率因數＞0.96。完全滿足了IEEE 519－1992對電壓、電流諧波含量的要求。
????? 另外，通過采用自主開發的專用PWM控制方法，比同類的其它方法還可進一步降低輸出電壓諧波1～2％
2﹑先進的故障單元旁路運行（專業核心技術）
????? 為了提高系統的可靠性，整個變頻調速系統中考慮了一定的輸出電壓余量，并在各功率單元中增加了旁路電路。當某個功率單元出現故障時，可以自動監測故障并啟動旁路電路，使得該單元不再投入運行，同時程序會自動進行運算，調整算法，使得輸出的三相線電壓仍然完全對稱，電機的運行不受任何影響。這種控制方法處于國際先進，國內領先的水平，它將大大提高系統的可靠性和運行的穩定性。
????? 為了提高系統的可靠性，整個變頻調速系統中考慮了一定的輸出電壓余量，并在各功率單元中增加了旁路電路。當某個功率單元出現故障時，可以自動監測故障并啟動旁路電路，使得該單元不再投入運行，同時程序會自動進行運算，調整算法，使得輸出的三相線電壓仍然完全對稱，電機的運行不受任何影響。這種控制方法處于國際先進，國內領先的水平，它將大大提高系統的可靠性和運行的穩定性。
3﹑高性能的控制技術
????? CL2700系列高壓變頻調速系統率先實現了簡易矢量控制技術，可以實現恒轉矩快速動態響應，并且具有加、減速自適應功能，即可根據運行工況參數的實際變化，自動調整加、減速時間，在不超過最大允許電流的情況下，快速達到設定轉速；同時，系統可以自動識別電機轉速，用戶可以不考慮電機目前的運行狀態，電機不需要停止運行就可直接實現電動機的啟動、加速、減速或停車操作。
????? CL2700系列高壓變頻調速系統還可以實現反饋能量自動限制功能。
????? CL2700系列高壓變頻調速系統率先實現了簡易矢量控制技術，可以實現恒轉矩快速動態響應，并且具有加、減速自適應功能，即可根據運行工況參數的實際變化，自動調整加、減速時間，在不超過最大允許電流的情況下，快速達到設定轉速；同時，系統可以自動識別電機轉速，用戶可以不考慮電機目前的運行狀態，電機不需要停止運行就可直接實現電動機的啟動、加速、減速或停車操作。
????? CL2700系列高壓變頻調速系統還可以實現反饋能量自動限制功能。
4﹑高可靠性
????? 控制電源可實現外部220V供電和高壓電源輔助供電雙路電源自動切換，同時配置有UPS，即使兩路電源都出現故障時，控制系統仍然可以工作足夠長的時間，控制整個系統安全停機，發出報警，并記錄故障時的所有狀態參數。
????? 控制電源可實現外部220V供電和高壓電源輔助供電雙路電源自動切換，同時配置有UPS，即使兩路電源都出現故障時，控制系統仍然可以工作足夠長的時間，控制整個系統安全停機，發出報警，并記錄故障時的所有狀態參數。
采用高速光纖通信，可有效避免電磁干擾。
當單元故障數目超過設定值時，系統可自動切換到工頻運行。
整流變壓器有完善的溫度監控功能。
獨特設計的功率柜風道，主要發熱元器件都靠近或處于風道中，散熱效果好，保證了系統的過載能力。
當單元故障數目超過設定值時，系統可自動切換到工頻運行。
整流變壓器有完善的溫度監控功能。
獨特設計的功率柜風道，主要發熱元器件都靠近或處于風道中，散熱效果好，保證了系統的過載能力。
抗電網電壓波動能力強，當電網電壓在-15％～+15％范圍內波動時，系統可以正常工作；對于功率單元，在電壓-25％～+20％范圍內變化時，都可正常工作。
10.4英寸液晶觸摸屏人機界面，操作簡單，友好，顯示內容豐富。
接口豐富，可與多種自動化設備和系統接口，滿足各種現場不同需要，特殊接口可以定制。
具有本地和遠程操作功能，，可以通過DCS遠程實現監控功能；
維修簡單，所有單元可以互換，備件少。
接口豐富，可與多種自動化設備和系統接口，滿足各種現場不同需要，特殊接口可以定制。
具有本地和遠程操作功能，，可以通過DCS遠程實現監控功能；
維修簡單，所有單元可以互換，備件少。
四﹑改造項目具體實施方案及過程
優點：高壓變頻器故障時，有明顯斷電點，能夠確保人身安全，同時可以手動使負載投入工頻電網運行
缺點：高壓變頻器故障時，不能自動由變頻切換到工頻
????? 現場原有的電阻啟動裝置繼續保留，當高壓變頻器出現故障時，直接把變頻器高壓輸入電纜切換到電阻啟動裝置上即可，操作簡單，快捷。
????? 現場原有的電阻啟動裝置繼續保留，當高壓變頻器出現故障時，直接把變頻器高壓輸入電纜切換到電阻啟動裝置上即可，操作簡單，快捷。
五﹑改造效果
1﹑變頻器參數
1﹑變頻器參數
CL2700-10-0700-9QY 10kV 700kVA 0.96 46A
560kW 10kV 40A 32A 0.83 594
工頻運行 放風閥 10.5kV 28A 50.00Hz 8310kW.h??
變頻運行 變頻調速 10.5kV 11A 30.27Hz 4609kW.h 44.53%
變頻運行 變頻調速 10.5kV 11A 30.27Hz 4609kW.h 44.53%
變頻軟啟動 小 低 快 低
????? 立窯羅茨風機變頻改造后，取得的間接效果也是十分明顯的，因為變頻調速系統經常運行在30赫茲左右，電機及風機旋轉速度降低，電機及風機的軸溫降低，噪音降低，整體維護周期大大縮短，操作人員在遠控箱側通過監控界面很方便的調節電機的運行頻率，高壓變頻器的頻率分辨率精確到0.01赫茲，調節及時，調節精度高。
六﹑總? 結
??? 節約能源是我國的基本國策，國家制定了“節能中長期專項規劃”，為落實此規劃目標，國家發改委最近啟動了十大重點節能工程，作為耗能大戶的水泥行業是國家宏觀調控的重點，也是節能的重點行業，通過各種措施，如果能把生產每噸水泥電耗控制在100KW.h內，按我國水泥年產12億噸計算，如達到節能指標，則每年可節約百萬噸煤，節電百億度，并且可使廢氣排放量降低，有利于保護環境，同時也降低了企業成本。貴州九龍水泥廠立窯高壓羅茨風機的變頻改造，達到了節電和改善工藝的效果，取得了圓滿成功。目前在我國，水泥行業相對于其它如冶金、電力等行業，高壓變頻器改造的進度相對緩慢，如果中國大多數水泥制造企業都能合理、深度挖掘自身潛力，那么有理由相信，中國的天將會更藍，水會更清，節能型的和諧社會美好前景定會展現在我們的面前！
??? 節約能源是我國的基本國策，國家制定了“節能中長期專項規劃”，為落實此規劃目標，國家發改委最近啟動了十大重點節能工程，作為耗能大戶的水泥行業是國家宏觀調控的重點，也是節能的重點行業，通過各種措施，如果能把生產每噸水泥電耗控制在100KW.h內，按我國水泥年產12億噸計算，如達到節能指標，則每年可節約百萬噸煤，節電百億度，并且可使廢氣排放量降低，有利于保護環境，同時也降低了企業成本。貴州九龍水泥廠立窯高壓羅茨風機的變頻改造，達到了節電和改善工藝的效果，取得了圓滿成功。目前在我國，水泥行業相對于其它如冶金、電力等行業，高壓變頻器改造的進度相對緩慢，如果中國大多數水泥制造企業都能合理、深度挖掘自身潛力，那么有理由相信，中國的天將會更藍，水會更清，節能型的和諧社會美好前景定會展現在我們的面前！
工商網監
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