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660V大功率变频器在带式输送机的应用.doc

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660V大功率变频器在带式输送机的应用.doc
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660V大功率变频器在带式输送机的应用 吴雷 中煤科工集团北京华宇工程有限公司 摘 要: 本文主要介绍低压变频器相比较传统的 CST 和液力偶合器的优点, 以及在安家 岭二号井工程中为何选择 660V 变频器及其应用。 关键词: 660V大功率变频器; 带式输送机; 节能; 作者简介:吴雷, 男, 中煤科工集团北京华宇工程有限公司, 高级工程师。 On the Application of 660V High Poer inverter in Belt Conveyor Wu Lei CCTEG Beijing Huayu Engineering Co.Ltd; Abstract: This paper presented the advantages of low voltage high power frequency converter, comparing to the conventional CST and hydraulic coupler.Furthermore, the applications of 660 V high power frequency converter in 2#mine of Anjialing is demonstrated. Keyword: 660V high power frequency converter; belt conveyor; energy conservation; 2004 年, 中煤平朔安家岭二号井特大型选煤厂开始建设, 由于运量大, 距离长, 大功率带式输送机较多。原安家岭一期工程 (2000年建成) 低压采用 380V, 大 功率带式输送机 (400k W 以上) 均采用6k V 可控启动传输装置 (CST) 机械软 起动或采用调速型液力偶合器调速, 在当时起到一定的效果, 但存在自动化程度不高、 占地面积大、 维修量大、 冲击电网等缺点。 随着工艺产品要求的提高, 本 着建设经济、先进、节能、维护量低、巡检制的现代化选煤厂的原则, 摒弃了原 有设计, 选用了660V 变频器对大功率带式输送机进行配电。本文就以二号井毛 煤系统为例, 介绍 660V变频器 (710k W及以下) 的应用。 1 变频器与CST、液力偶合器的优缺点 由于选煤厂的工艺特点, 作为工艺流程最末端的皮带, 采用先启后停的原则, 由于系统复杂, 往往启停车过程中皮带空载运行就要一定的时间, 所以在启停 车过程中有效节能是本次设计考虑的一大因素。表 1是变频器与CST、液力偶合 器在节能、启动方面的简单对比。 表1 变频器与 CST、液力偶合器的优缺点简单对比 下载原表 通过以上简单比较, CST 一次投资最高, 占地最大, 而且没有节能效果;液力偶 合器节能效果不佳, 且无软启动功能, 对电网冲击、后续维修量较大;变频器总 投资比液力偶合器稍高, 且变频器产生的高次谐波对电网有污染, 治理谐波需 要一定的费用, 但变频器在调速、软启动、节能以及后续维修等方面优势是比较 明显的, 故采用变频器替代传统的 CST或液力偶合器机械软启动和调速方式。 2 660V 与6k V变频器比较 在确定采用变频器后, 需要选择电压等级。表 2、表 3以二号井选煤厂毛煤系统 为例, 本系统大功率皮带两条:2034功率710k W, 2009 功率2×710k W 双驱动, 其他均为185k W及以下660V设备, 采用两种电压等级变频器在该系统的一次投 资比较见表2、表3: 表2 采用 660V变频器投资 下载原表 表3 采用 6k V变频器投资 下载原表 通过上述列表, 在不计算土建投资的情况下, 660V变频器一次投资约为 417万 元 (包含各设备安装费用, 下同) , 6k V变频器一次投资约为 667 万元, 660V 变频器约是6k V变频器投资的 2/3。 由于660V电压等级的特殊性, 截至2004年, 该等级电压在国内带式输送机的应 用基本是空白, 井下广泛采用 3k V或6k V变频器, 但在本工程中从经济上又不 是很合理。通过调研和相关技术咨询, ABB 系列660V变频器在国外的带式输送 机上有较多成功的应用, 但国内ABB授权集成商在 660V变频器大功率的应用较 少, 经验不足, 故采用 ACS800-07系列原装进口成套产品。 成套柜内除必须配置 的抗干扰元器件外, 因皮带都较长, 可选配件如输出电抗器、EMC滤波器等附件 要求集成在同一变频器柜内, 并在变频器柜体上要求加设紧急停车按钮。 3 工程应用 安家岭二号井毛煤系统电源取自上级35k V变电站, 由甲方负责引至该工程室外 组变开关室内。室外采用 35/0.69k V变压器, 并配置国外先进品牌电容器作为 抑制谐波的措施之一。 变频器柜单独放置, 通过变频屏蔽电缆与开关柜馈出单元 连接。图1、图2为其配电系统一次图和配电室布置图。 图1 配电系统一次图 下载原图 图2 配电室布置图 下载原图 通过配电系统图和平面布置图, 可以看出, 虽然660V变频器尺寸 (2230×2050×730 mm (W×H×D) ) 比6k V 变频器尺寸 (1730×2050×730mm (W×H×D) ) 宽度增加了, 但采用660V变频器可以不设置 6k V电压等级, 减少 了电压等级 (35/0.69/0.4k V) , 节省一次性投资外, 还节省了6k V 高压配电 室的面积和土建费用。 控制系统中, 除皮带的各种保护外, 设置两个停车按钮, 一个是集控停车, 即 正常情况下的停车, 另一个是紧急停车, 在遇到非正常情况时可以按机器旁停 车按钮或任意处的拉绳开关对该回路进行断电, 另外变频器柜上也安装紧急停 车按钮, 保证了运行的安全性。 从节能效果看, 当皮带空载运行时, 一般其空载电流为其额定电流的 40%左右, 通过变频器调速, 启停时间设置其运行速度, 降低其运行电流至20%左右, 等 正常生产再调至高或正常频率, 这个时间每次启停车约 40min, 每年这两条三 个电机启停车阶段节约电费约:145 (k W) ×0.65 (h) ×330 (d) ×0.8×3 (台) (元) =74646 (元) 。如计算其生产过程中根据煤量调速节省的费用和后期维护 成本, 效益是很可观的。 4 结束语 自工程投入以来, 运行良好, 基本没有出现故障, 是经济、先进、节能、维护量 低、巡检制的现代化选煤厂的一个缩影。
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