0566(10届)第六讲未尽补遗述变频

煤矿机电设备中的变频技术节能改造技术发布时间：2021-10-19T03:07:21.820Z 来源：《工程建设标准化》2021年第15期作者：李培林[导读] 我国具备十分丰富的煤炭能源，其储藏量当今世界稳居前端。

在中国资源应用中，煤炭能源的地位十分李培林身份证号码：41078119810310****摘要：我国具备十分丰富的煤炭能源，其储藏量当今世界稳居前端。

在中国资源应用中，煤炭能源的地位十分重要，并在社会经济发展中日益发挥着十分关键的作用。

但是我国煤矿经常产生一些安全生产事故，造成严重的内耗情况。

因此我国许多煤矿企业将变频节能技术广泛运用于生产中与煤矿机电设备应用中，使我国煤矿生产中存有过大耗能的难题获得妥善处理。

关键词：煤矿机电设备；变频技术；节能；改造技术现代社会的发展，使人们生活水平提高的同时，对煤炭资源的需求量也日益增长，这使得越来越多的煤矿企业逐步扩大生产规模，通过改造煤矿机电设备来提高原煤产量。

当然，煤矿企业在对煤矿机电设备进行技术改造过程中，人们也越来越重视煤矿机电设备的运行可靠性与稳定性。

电耗作为煤矿成本中的一项重要构成指标，在煤矿机电设备改造中必须要尽可能降低吨煤电耗量，这对整个煤矿领域的发展有着重大影响。

在此背景下，将变频节能技术应用到煤矿机电设备改造工作中，可使其能源消耗得到大幅降低，进而使机电设备取得更高的运转效率，有效延长了煤矿机电设备的使用寿命，保证了其运转稳定性，更重要的是能够减少煤矿生产成本的投入，从而为煤矿企业创造更多的利润。

1变频节能技术的概念对于变频技术来说，其是一种将固定频率的交流电源借助于电子器件进行转换，以使交流电具备多种不同的频率。

交流电源在进行不同频率交流电转化时，其电能变化几乎可以忽略不计，这种变化主要体现在电流频率方面。

可利用以下数学公式来对交流电动机转速进行描述，即N=60f/p（1-s）。

其中，交流电源的供电频率、电动机极对数以及电动机转差率可分别由f、p、s进行表示。

电力技术Electric Power TechnologyVol.19No.9May.2010第19卷　第9期2010年5月6kV 补给水泵变频改造浅析杨成余（大唐阳城发电有限责任公司，山西　晋城　048102）【摘　要】从经济和技术两方面，分析了阳城电厂6kV 补给水泵电机采用变频调速的可行性，结合该厂实际选择确定6kV 补给水泵电机变频改造一次主接线方案，并介绍引入变频调速应注意的若干问题，为变频改造提供了宝贵经验。

【关键词】变频；经济；主接线；谐波；共振【中图分类号】TH31【文献标识码】B【文章编号】1674-4586(2010)09-0041-040　引言目前，采用变频器对交流电机进行变速驱动在工业控制上已经得到了普遍应用，特别是对风机，水泵类平方转矩负载，由于功率是与转率的立方成正比，因此，采用变频调速取代阀门或档板节流量是最佳的节能控制方案。

1　阳城电厂供水系统概况阳城电厂供水来自水源地，水源地有四个6kV 补给水泵，#1、#2补给水泵接#1输水管，#3、#4补给水泵接#2输水管，输水管之有联管，并有阀门隔离，详细布置见图1。

正常情况下，二台泵连续运行，一台泵间歇运行，一台泵备用，满足厂区生产用水及所有生活用水。

图1　阳城电厂供水系统示意图上图中，①②③④——#1～#4补给水泵；⑤⑥⑦⑧——#1～#4补给水泵出口液控缓关逆止阀；⑨⑩——#、#输水管之间联络门；——#、#输水管电动门。

2　阳城电厂补给水泵电动机变频调速可行性分析2.1　经济性分析阳城电厂变频改造前，补给水泵的流量不可调，经常出现两泵满足不了运行用水量，多起一台泵又经常造成多余的水无法存储，大量流失，每年水耗3600万立方左右。

采用变频改造后，可节约用水700多万立方，减少浪费，节约资源。

图2　离心水泵类负载转速、扬程和功率的关系补给水泵属离心水泵类负载，属平方转矩负载，其转速、扬程和功率的关系如图2，当流量要求为原来的80%时，其消耗的功率仅为原功率的(80%)3=51%，可以节约49%的耗电，节电量相当可观。

60—F51966S—K0101皖能铜陵发电有限公司六期扩建第二台1X1000MW机组工程施工图设计阶段热控部分第01卷第01册仪表控制施工图总说明及图纸卷册目录西北电力设计院2016年05月西安目录1. 设计依据 (1)2. 工程概况 (1)3. 设计范围 (3)4.自动化水平及控制系统配置 (3)5. 热工自动化系统功能 (8)6. 热工自动化系统主要设备概况 (14)7. 仪表控制设备的选型 (15)8. 施工安装须知 (16)9. 热工自动化施工图卷册目录 (17)1. 设计依据1.1 铜陵发电厂六期“以大代小”改扩建2×1000MW机组工程建设总承包（EPC）合同。

1.2工程设计合同书。

1.3初步设计文件及初步设计审查会议纪要。

1.4主设备和各辅助设备的技术协议。

1.5主辅机厂家资料。

1.6与各设备生产厂家技术谈判的会议纪要。

1.7火力发电厂设计技术规定（DL 5000-2000）。

1.8现行的各设计规程。

1.9施工总图评审意见（审查纪要）2. 工程概况本工程为“上大压小”改扩建工程，工程建设采用EPC总承包模式。

两台机组分期建设，本工程为皖能铜陵发电有限公司六期扩建第二台1×1000MW机组工程。

机组为超超临界、凝汽式、燃煤汽轮发电机组，同步建设SCR工艺系统脱硝装置及石灰石-石膏湿法脱硫系统。

扩建机组位于现厂址#5机扩建端区域。

发电厂位于安徽省铜陵市西南约7.5公里的横港工业区，西距长江约1.5公里。

2.1 主机设备概况主机设备制造商如下：●锅炉—上海锅炉厂●汽机—上海汽轮机厂●发电机—上海发电机厂2.1.1锅炉型式：本期工程锅炉为超超临界参数变压直流炉、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构塔式锅炉。

再热器采用摆动燃烧器调温方式调节再热汽温，喷水减温调节过热汽温。

其中燃烧器布置采用四角布置型式，配48只直流燃烧器，每层4只。

主要热力参数如下：过热蒸汽流量(B-MCR) 3100 t/h额定蒸发量(BRL) 3051 t/h额定蒸汽压力(过热器出口) 28.0 MPa(a)额定蒸汽压力(汽机入口) 27.0 MPa(a)额定蒸汽温度 605 ℃再热蒸汽：蒸汽流量(B-MCR/BRL) 2556 / 2512 t/h进口/出口蒸汽压力(B-MCR) 6.32/ 6.12 MPa(a)进口/出口蒸汽压力(BRL) 6.2 /6.01 MPa(a)进口/出口蒸汽温度(B-MCR) 371 / 603 ℃进口/出口蒸汽温度(BRL) 368 / 603 ℃高加出口给水温度(B-MCR) 301 ℃高加出口给水温度(BRL) 300 ℃2.1.2 汽轮机型式：超超临界、一次中间再热、四缸四排汽、单轴、双背压、凝汽式、九级回热抽汽。

福建华电漳平火电有限公司#5#6炉高压流化风机变频改造技术规范书审核：会签：编写：2015年11月目录1 总则 (1)2 技术要求 (2)3 环境条件 (4)4 设计要求 (5)5 技术要求 (7)6 安装和调试 (18)7 工程范围 (20)8 技术文件 (25)9 试验和检验 (31)10 包装和运输 (34)11 技术服务和联络 (34)12技术资料及交付进度 (38)13保证期 (39)14 技术偏差表 (39)15 劳动安全和工业卫生 (40)1 总则1.1 本技术规范书适用于福建华电漳平火电有限公司2×300MW机组高压流化风机（共6台）变频改造工程。

本项目实行EPC总包方式（交钥匙工程），它包括整个工程系统设备及其附件的设计、选型、配套、结构、性能、制造、设备安装、电缆敷设；电缆桥架安装；风机变频、工频控制、自动切换控制等方案设计、DCS控制逻辑设计及完成组态、单体调试、整体调试及完成静态、动态试验、试运；变频器室土建（含水、电、消防等）设计、施工以及变频器室及变频装置冷却系统设计采购安装；设备搬运等工程,含培训、技术服务、检修和质量保证等各方面的技术要求。

投标方对整个工程的完整性负责，且所有因本工程需要而发生的与原系统的连接、配套等工作，同样全部由投标方负责。

1.2 本技术协议提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，投标方应保证提供一套完整的且符合本协议和最新工业标准的优质产品。

1.3 如果投标方没有以书面形式对本条件书的条文提出异议，则意味着投标方提供的设备完全符合本条件书的要求。

如有异议，偏差(无论多少)都必须清楚地表示在投标文件的附录“技术偏差表”中。

1.4 配套供货厂家由投标厂商推荐，并由招标方最后确认，投标厂商应对全部配套设备的供货、检验和质量等负全部责任。

1.5 在签订合同之后，招标方有权提出因规范标准和规程发生变化而产生的一些补充要求，具体项目由供、需双方共同商定。

目录欧阳家百（2021.03.07）一、用户须知 2二、注意事项3三、系统简介4四、输出逆变系统5五、可控整流系统40附录一维护与保养54附录二、依照EMC导则进行传动装置设计的说明55一、用户须知1.1该变频调速装置为电力电子器件组成，在运输及安装过程中，尽量避免强烈的震动，尽量垂直运输。

1.2该变频调速装置尽量安装在干燥通风的区域，变频器的散热片距墙壁（或遮挡物）距离应大于1.0米。

1.3长期不用时，应存放在清洁干燥的地方；在井下安装好而不运行的状况下，该设备尽量不停电。

1.4 使用之前，必须详细阅读用户手册。

二、注意事项2.1变频调速装置其隔爆外壳体及本安控制盒的结构和非本安及本安电路的电气参数，在出厂前均已装配调试合格，用户严禁改动变频调速装置壳体的结构和电气参数，以确保本产品的防爆性能、电气性能和本安性能。

2.2设备在带电情况下，严禁松动隔爆壳紧固件，在检修或处理故障时，请注意“断电源后开盖”。

（注：本安接线腔不受此限制）2.3外壳应接地良好。

2.4电源接线隔爆腔在接线时请注意按图接线,不得接错。

2.5装置防爆主腔内进行操作时，手上必须带接地导线或静电环。

2.6装置电源R、S、T停电以后5分钟内禁止对变频器隔爆主腔内的任意电路进行操作，且必须用仪表确认机内电容已放电完毕，方可实施机内作业。

停电以后1分钟内禁止再次给电。

2.7负载运行过程中尽量减少瞬时停电次数。

2.8禁止对变频器主回路及控制回路进行耐压试验，如对与变频有电路联系的相关设备进行耐压试验之前应将与变频相关的电路切断。

2.9测量变频器输出电压时必须使用整流式交流电压表，使用其它非整流式电压表测量高频脉冲电压时，容易产生误操作或显示不准确。

2.10变频器安装应远离大容量变压器及电动机（容量为变频器的10倍以上）。

2.11该系统输出端不可以加装进项电容或阻容吸收装置。

2.12该系统变频器箱与电抗器箱连接必须完全按照相关图纸，以保证反馈电压相序一致。

一市场背景1国家的宏观政策和项目背景党中央和国务院对节能工作非常重视，国务院成立了由温家宝总理担任组长的―节能减排工作领导小组‖，也是国家―十一·五‖规划的重点内容，―节能减排‖业已成为各省、市、地的―一把手工程‖。

《中华人民共和国节约能源法》规定：―节能是国家发展经济的一项长远战略方针。

国家鼓励、支持节能科学技术的研究和推广。

政府对在节能或者节能科学技术研究、推广中有显著成绩的单位和个人给予奖励。

‖在第30条中还专门指出要―逐步实现电动机、风机、泵类设备和系统的经济运行，发展电机调速节电和电力电子节电技术。

‖事实上，实现电机节能的最好方法就是变频调速。

变频调速器（frequency changer / frequency converter）是一种用来改变交流电频率的电气设备。

此外，它还具有改变交流电电压的辅助功能。

变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。

其原理如下：交流电动机的同步转速表达式位：n＝60 f(1－s)/p (1)式中n异步电动机的转速；f异步电动机的频率；s电动机转差率；p电动机极对数。

由式(1)可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。

变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。

变频器分类：按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器；按照工作原理分类，可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等；按照用途分类，可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。

2市场前景（当前的需求量和增长趋势）中国高压变频器市场容量预测3 案例分析（以水泥行业为例）在水泥制造行业一些功率大、连续运行的设备耗电量高，是水泥制造成本高居不下的一个重要因素。

超临界机组引风机变频器的故障分析及处理策略张瑜;刘岗【摘要】本文首先阐述了高压变频器在国电铜陵电厂2×600MW机组引风机中的改造方案,然后简述了相关运行方式、控制逻辑,最后针对改造后引风机变频器在运行中出现的异常情况进行分析,并且提出了具体的处理策略.【期刊名称】《安徽电气工程职业技术学院学报》【年(卷),期】2011(016)001【总页数】4页(P60-63)【关键词】600MW机组;引风机;变频器;异常分析;处理策略【作者】张瑜;刘岗【作者单位】国电铜陵发电有限公司,安徽,铜陵,244153;国电铜陵发电有限公司,安徽,铜陵,244153【正文语种】中文【中图分类】TM621由于机组设备的老化现象日趋严重，机组的漏风率逐年增加，原引风系统的出力需求日渐增加，在负荷需求高峰期，旧的挡板控制模式下的引风机有时会出现出力不足现象，从而直接影响到了机组的整体出力。

为改善引风机系统的出力不足现象，国电铜陵电厂进行了两台机组引风机的变频改造工作。

变频调速装置可优化电动机的运行状态，大幅提高其运行效率，达到节能目的。

但是，目前国内高压变频技术尚未完全成熟，变频器投运后多次出现报警和跳闸的现象。

1 引风机变频改造方案改造前，引风机原控制方式为:利用入口挡板调节开度的大小来控制风烟系统的风量(图1中的实线部分)。

改造后(图1中增加的虚线部分)，系统结构发生了变化，引风机的控制模式也由原来的挡板控制模式改为挡板100%OPEN状态。

1.1 变频器的总体结构变频器的总体结构包括如下几个部分:输入变压器、整流单元、IGBT逆变单元、IHV滤波器单元及控制单元等部分。

图1 引风机变频改造原理图1.2 DCS控制中增加以下内容(1)通过DCS系统实现高压变频器启停操作;(2)通过DCS控制高压变频器转速实现变频的手自动控制;(3)在DCS系统的显示报警中增加高压变频器轻故障报警块、重故障报警块。

图2 变频器总体结构2 运行方式及控制逻辑的说明2.1 引风机高压变频器的运行方式高压变频器运行方式分为就地及远方控制两种。

第五讲因材施变用变频一．行车变频技艺高（一）先把特性弄清楚１．行车的构造图５－１桥式起重机结构１──驾驶室，２──主钩，３──主梁，４──端梁，５──小车主梁用于铺设供小车运行的钢轨；端梁在主梁的两侧，用于和主梁联接并承受全部载荷；走台在主梁外侧，为安装和检修大、小车运行机构而设。

（２）大车运行机构用于拖动整台起重机顺着车间作“横向”运动（以驾驶者的坐向为准）。

由电动机、制动器、减速装置和车轮等组成。

（３）小车运行机构用于拖动吊钩及重物顺着桥架作“纵向”运动。

也由电动机、制动器、减速装置和车轮等组成。

（４）起升机构用于拖动重物作上升或下降的起升运动。

由电动机、减速装置、卷筒和制动器等组成。

大型起重机（超过１０ｔ）有两个起升机构：主起升机构（主钩）和副起升机构（副钩）。

通常，主钩和副钩不能同时起吊重物。

（５）原拖动系统大多数都采用绕线转子异步电动机，通过调节转子回路的电阻进行调速。

２．机械特性ＴL ＝Ｆ•ｒ≈ｃｏｎｓｔ 属于恒转矩负载，其机械特性如图所示。

图５－２ 行车的负载转矩图５－３ 行车的机械特性３．调速范围的审核行车的调速范围较广，可达αn ≥１０且空钩或轻载时，速度较快，重载时则较慢。

因此，低速时能否带动负载，是问题的关键，必须进行审核。

而普通电动机在无专门措施的情况下，其变频调速后的有效转矩线大致如图５－３中的黑线所示。

其允许的调速范围和电动机的负荷率σA 有关：σA ＝MN L T T σA （％） １００ ９０ ８０ ７０６０ ƒmax （Ｈｚ） ５０ ５６ ６２ ７０ ７８ ƒmin （Ｈｚ） ２０ １５ １１ ６ ６αn ２.５ ３.７ ５.６ １１.６ １３.０ A 转矩以外，不能长时间运行。

如σA ≤７０％，由可用。

图５－４ 变频调速的有效转矩线（一）先把特性弄清楚（二）节能效果甚突出１．电机功耗转差定图５－５转子的功率分配２．转差最小是变频（１）转子串电阻时的功率分配图５－６转子串电阻调速的功率分配（ａ）转子串电阻（ｂ）机械特性及功率分配（２）变频调速的功率分配图５－７变频调速的功率分配（一）先把特性弄清楚（二）节能效果甚突出（三）吊钩变频见工夫１．运行特点四象限运行：（１）吊钩的上升及其降速过程图５－８第二象限的机械特性（２）空钩下降及降速图５－９第三、四象限的机械特性（３）重载下降图５－１０重载下降时的机械特性２．溜钩问题及其解决（１）电磁制动电动机图５－１１电磁制动电动机图５－１２重物停住的控制（磁抱闸由松开到抱紧）图５－１３重物运行的控制（磁抱闸由抱紧到松开）３．重载下降时的能耗电路（１）制动电阻的选择∵在重物下降过程中，电动机一直处于发电状态。