杜輝

摘? ? 要：隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國家對(duì)節(jié)能降耗提出了新的要求，高壓變頻器的技術(shù)日漸成熟和廣泛應(yīng)用，使得高壓變頻器的應(yīng)用廣度和深度都得到不斷地強(qiáng)化。因此，本文對(duì)3kV變頻器應(yīng)用進(jìn)行了簡單分析。

關(guān)鍵詞：3kV變頻器;應(yīng)用環(huán)境

1? 引言

近些年來，電力電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)發(fā)展迅速，涌現(xiàn)出了一些新型的器件，改善了原有系統(tǒng)的不足之處。我們平時(shí)所說的高壓變頻器，輸入的電源電壓一般都在3kV以上，屬于大功率變頻器。就目前的國內(nèi)市場(chǎng)來看，電壓等級(jí)從3kV～10kV不等，種類也有高-低-高、低-高和高-高之分。對(duì)于傳統(tǒng)的高壓變頻器，主要包含可控硅整流、硅逆變等結(jié)構(gòu)，存在許多不足之處，其產(chǎn)生的諧波將影響到電網(wǎng)和電機(jī)的正常使用。

2? 3kV變頻器的應(yīng)用

2.1? 3kV高壓變頻器在應(yīng)用安全性分析

依據(jù)變頻器調(diào)節(jié)原理，其啟動(dòng)時(shí)頻率不高、轉(zhuǎn)速低以及電流小，在運(yùn)行期間較為平穩(wěn)等方面的優(yōu)點(diǎn)，使得實(shí)現(xiàn)了“軟起動(dòng)”目標(biāo)，該目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，有效避免了以往工頻起動(dòng)過程中，大電流轉(zhuǎn)矩給電機(jī)、電纜以及開關(guān)等帶來的沖擊，這在一定程度上有效延長了設(shè)備的應(yīng)用壽命。受到產(chǎn)品使用環(huán)境、運(yùn)行參數(shù)設(shè)置以及認(rèn)為操作等方面因素的影響，高壓變頻器在應(yīng)用期間會(huì)常常出現(xiàn)一些故障，這些故障降低了變頻器的應(yīng)用效率，更加影響了其運(yùn)行安全性。例如某年某鋼廠在應(yīng)用高壓變頻器期間，出現(xiàn)了幾次跳停故障，這導(dǎo)致軋機(jī)高速斷帶堆鋼，導(dǎo)致酸軋機(jī)組被迫停車。這不僅給公司的安全生產(chǎn)帶來了負(fù)面影響，同時(shí)也給公司的經(jīng)濟(jì)帶來了極大的沖擊。

2.2? 環(huán)境改造建設(shè)空間具有局限性

首先是建設(shè)空間的局限性，空間位置具有局限性，為降低高壓變頻器的基礎(chǔ)建設(shè)投資，以及提高改造效率，優(yōu)化高壓變頻器的工作環(huán)境，一般對(duì)我國現(xiàn)有的3kV變頻器等高壓變頻器采用改造的方式，空間的局限性使后期追加項(xiàng)目很難實(shí)施。其次技術(shù)接口的不對(duì)稱，在現(xiàn)有的3kV變頻器中存在大量落后的技術(shù)，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，與當(dāng)前技術(shù)接口存在一定的不適應(yīng)性，阻礙了3kV變頻器的運(yùn)行環(huán)境的改進(jìn)。

2.3? 導(dǎo)致超高壓變頻器事故的環(huán)境因素多樣

我國國家電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)非常完善，在很多高能耗的企業(yè)需要單獨(dú)使用高壓變頻器，其中3kV變頻器應(yīng)用在海邊鋼廠，其工作環(huán)境惡劣，并不能保證3kV變頻器應(yīng)用環(huán)境的恒定，沿海鋼廠使用的3kV變頻器應(yīng)用環(huán)境，晝夜溫差大、高粉塵、高腐蝕性，沿海地區(qū)濕度、鹽度大，惡劣的使用環(huán)境嚴(yán)重影響了鋼廠3kV變頻器的運(yùn)行的穩(wěn)定性。根據(jù)相關(guān)調(diào)查，重工業(yè)企業(yè)由于變頻器事故導(dǎo)致斷電，造成的經(jīng)濟(jì)損失不斷的加劇，嚴(yán)重影響企業(yè)的正常生產(chǎn)。我國在高壓變頻器的特殊環(huán)境應(yīng)用以及野外應(yīng)用環(huán)境方向的研究，投入很大，運(yùn)行環(huán)境是當(dāng)前額待解決的重要問題。

2.4? 高壓變頻器對(duì)運(yùn)行環(huán)境適應(yīng)狀態(tài)

高壓變頻器在工作中會(huì)有能量的消耗，通過熱量的方式散失，應(yīng)用環(huán)境的不同對(duì)能量的損耗有一定的影響，一般產(chǎn)生3%～4%的熱量損耗，3kV變頻器的多為水冷型變頻器，在元器件靜電的作用下將變頻器附近空氣中的灰塵和氧化鐵粉吸附在變頻器表面，使變頻器的環(huán)境變得惡劣，在當(dāng)前的3kV變頻器工作不穩(wěn)定的原因主要是由于工作環(huán)境變化導(dǎo)致的電路板中電阻、電容的特性變差，母線間絕緣降低導(dǎo)致放炮，由于變壓器的工作環(huán)境具有多樣性，而變頻器生產(chǎn)制造具有通用性，不具有特殊工作環(huán)境的針對(duì)性，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致故障。

3? 當(dāng)前3kV變頻器設(shè)備分析

3.1? 3kV變頻器設(shè)備的工藝流程與裝配模塊化

首先，當(dāng)前大型變頻器一般采用現(xiàn)場(chǎng)裝配作業(yè)，并沒有實(shí)現(xiàn)工藝流程的模塊化，因此在3kV變頻器設(shè)備的安裝中會(huì)出現(xiàn)與使用環(huán)境和使用空間不協(xié)調(diào)的問題，另外安裝精度不能有效保障，工作效率低下，在后期運(yùn)行中不能有效發(fā)揮3kV變頻器設(shè)備的電力配置作用，系統(tǒng)運(yùn)行不夠穩(wěn)定。其次保證3kV變頻器設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量，保證在出廠前進(jìn)行安裝運(yùn)行環(huán)境的有效測(cè)試或者虛擬現(xiàn)實(shí)模擬測(cè)試，從應(yīng)用環(huán)境層面進(jìn)行層面保障更加可控由于設(shè)備出廠前組裝、調(diào)試完畢后，即被固化下來。

3.2? 整體設(shè)計(jì)、調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)的一體化

3kV變頻器的使用一般需要特定的電氣室，并對(duì)其進(jìn)行封閉性處理，但是由于安裝空間已經(jīng)裝配空間需求限制，基建項(xiàng)目周期很難控制，因此基于3kV變頻器的模塊化設(shè)計(jì)，將產(chǎn)品的主要零部件的安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)完成，根據(jù)由于采用產(chǎn)品生產(chǎn)將現(xiàn)場(chǎng)的安裝和空間需求在產(chǎn)品制造過程中解決，因此，節(jié)省了后期大量的基建工程項(xiàng)目，有效解決3kV變頻器安裝中基建投入大、安裝精度不高的問題。電氣室必須加裝恒溫、恒濕控制系統(tǒng)，中央空調(diào)必須加裝濾網(wǎng)，濾網(wǎng)定期更換。

3.3? 對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)的適應(yīng)能力

當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)所有電機(jī)起動(dòng)時(shí)對(duì)變頻器運(yùn)行的影響，這與變頻器允許的輸入電壓波動(dòng)范圍參數(shù)有關(guān)。軋機(jī)主電機(jī)變頻器設(shè)計(jì)對(duì)電網(wǎng)電壓適應(yīng)范圍為：85%～115%，當(dāng)電網(wǎng)瞬時(shí)停電或有大型用電設(shè)備成組運(yùn)行時(shí)母線電壓跌落至85%以下導(dǎo)致變頻器停機(jī)。由于變頻器內(nèi)部存在大容量濾波電容，使得電機(jī)受電網(wǎng)電壓的影響變的很小。

4? 可行性應(yīng)用分析

基于3kV變頻器模塊化結(jié)構(gòu)的開發(fā)成功，提高了系統(tǒng)的適配能力。模塊化變頻器的出現(xiàn)，解決了變頻器在使用過程中損壞后修復(fù)困難的問題。目前，通常高壓變頻器都要進(jìn)行分體運(yùn)輸，到現(xiàn)場(chǎng)就位后再進(jìn)行設(shè)備組裝、接線調(diào)試。這與設(shè)備在生產(chǎn)中進(jìn)行整機(jī)組裝測(cè)試，通過多個(gè)獨(dú)立部門進(jìn)行實(shí)施和工序控制，最后通過質(zhì)檢部進(jìn)行檢驗(yàn)出廠的流程控制而言具有不確定性。

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