1、引言

變頻調速技術(shù)因具有顯著(zhù)的節電效果、方便的調速方式、較寬的調速范圍、運行可靠、完善的保護功能等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應用。濟南裕興化工總廠(chǎng)是一家生產(chǎn)硫酸的大型企業(yè)，年用電量巨大。如何節約電能已經(jīng)成為該廠(chǎng)降低成本的重要措施。

2、送風(fēng)機變頻改造情況

2.1 改造前狀況

該供風(fēng)系統采用380V 350kW風(fēng)機，靠調節風(fēng)道擋板控制送風(fēng)量以適應生產(chǎn)負荷的變化。由于投建時(shí)風(fēng)機選型較大，出現“大馬拉小車(chē)”情況，大部分電能被消耗在風(fēng)道擋板上，從而使風(fēng)機效率下降。

該系統在運行過(guò)程中采用自耦降壓?jiǎn)?dòng)方式，但啟動(dòng)電流仍然較大，電機受到的機械、電氣沖擊較大，經(jīng)常發(fā)生轉子籠條斷裂的事故。

為了解決上述問(wèn)題，決定對送風(fēng)機控制系統進(jìn)行改造，利用電機變頻調速方法實(shí)現送風(fēng)量控制、電機軟啟動(dòng)，達到節能和實(shí)現穩定控制的目的。

2.2改造方案簡(jiǎn)介

在原電機與開(kāi)關(guān)之間增加一套變頻裝置，并保留了原有工頻回路做旁路，其電路結構圖如圖1所示。

圖1中，變頻器采用希望森蘭科技股份有限公司生產(chǎn)的SB200-375高性能通用變頻器，它是該系統的核心。變頻器的輸出電壓為0～380V，輸出頻率為0～650Hz。在實(shí)際使用中，變頻器上限頻率設置為50Hz。它由高性能數字處理器DSP控制，功率元件采用IGBT模塊，具有輸入、輸出波形好，諧波小等優(yōu)點(diǎn)。SB200變頻器保護功能齊全，包含了過(guò)壓、過(guò)流、欠壓、缺相、短路、過(guò)熱、瞬時(shí)停電保護等，能有效地保護電機及自身裝置，并且可查詢(xún)故障時(shí)各參數變化的記錄，大大地簡(jiǎn)化了維護的工作量。

變頻器采用高精度調節電位器來(lái)給定輸出頻率，根據需要的風(fēng)量在現場(chǎng)調速。電位器通過(guò)屏蔽線(xiàn)與變頻器控制器連接，并且設置了低通濾波器以提高控制精度。通過(guò)Y1端口的輸出頻率信號作為現場(chǎng)監控。由于采用了電氣互鎖裝置，使系統不會(huì )出現誤操作等意外事故。

由于該變頻器容量較大，為了減少dv/dt及di/dt對系統的干擾，在變頻器直流側增加了直流電抗器。

3、采用變頻器改造的效果

該系統風(fēng)機電機為350kW、額定電流629A、2極。原工頻工作時(shí)，平均運行電流530～590A，取550A計算，每小時(shí)耗電約317kWh（有功）；在投入變頻系統運行后，平均每小時(shí)耗電207kWh（有功），在變頻器輸入側（電源端）測試，電壓仍為380V，運行電流為280～320A，取300A計算；變頻系統功率因數取0.93；電價(jià)0.5元/kWh。

(1) 每小時(shí)節電

按有功計算，上式結果乘以上功率因數0.93

40%×0.93≈37%

每小時(shí)節電：317－207＝110(kWh)

(2) 年效益

該風(fēng)機為不停機運行，年運行365天，故年節電效益為：

365×24×0.9×110×0.5≈43.4(萬(wàn)元)

(3) 投資回收年限

該系統總投資20余萬(wàn)元，每年收益43.4萬(wàn)元，所以該項目投資回收年限只有半年；同時(shí)提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，效益十分顯著(zhù)。系統使用至今運行穩定，從未出現任何故障。