中压变频器在苏丹炼油厂中的应用.docx

?

?

中压变频器在苏丹炼油厂中的应用

?

?

摘要：西门子公司的SIMOVERTMV中压变频器由于它可以实现软起动，远程及开环，闭环控制，因此在中压领域中得到了广泛的使用。苏丹炼厂焦化装置除焦高压水泵电机所配制的中压变频器是利用其从0HZ－50ZH平滑起动特性，从而实现了大功率电机在小容量电力系统的频繁启动。本文结合苏丹炼厂的实际情况，就苏丹炼厂选用的中压变频器进行软起动的原因，组成，内部的结构特点，功能以及在应用中出现的一些问题和现象进行了阐述和讨论。

关键词：中压变频器；软启动；控制

电力系统运行安全可靠是炼厂安全生产的最基本的保证，苏丹炼厂的电力系统是由自备电站供给，在二期扩建前，由3台12MW发电机(运行方式两开一备)和一可发电8MW的烟气轮机组成，合计发电量32MW，母线短路容量大约122MW，全厂预接负荷26MW，电网容量较小.而焦化水力除焦高压水泵3200KV电机参数为：Ue=6KV,Pe=32KW,ηe=0.97cosФ=0.9Kq=5。为避免功率大，起动电流倍数较高电机设备在全压直接起动过程中对电力系统的冲击，就不得不采取一些措施间接起动。

近年来随着变频技术高速发展，中压变频技术在电机起动方面得到了广泛的应用，所以苏丹炼厂根据实际选用了西门子SIMOVERTMV中压变频器，并通过设计院计算，能使电机启动时其过负荷倍数接近1，不会对电力系统造成冲击，基本满足要求。

一、苏丹炼厂焦化中压变频器软启动系统的选择

变频器软启动系统不是用变频器直接运行电机，而是仅仅把变频器用于电机的启动，也就是用小容量的变频器来完成启动大容量电动机的任务，等启动完成后再转到工频运行，焦化变频器就是这样，由于多种原因苏丹炼厂焦化变频器软启动系统是用2190KW的变频器来启动3200KW的电机，只所以这样选择另一方面也是由高压水泵的操作条件决定的，因为在启动过程中高压水泵为回流状态，也就是轻载运行，水泵阀门开度较小大约在30度左右，变频启动完成后切换到工频旁路运行，此时可加大水泵负载，并使电机的启动电流不大于电机的额定电流。

二、苏丹炼厂焦化中压变频器软启动系统设备构成：

本变频器启动设备采用的是高-低-高方式，主要由外围的辅助设备和变频器本体组成，外围设备有同步切换柜，高压开关柜及水力除焦泵现场主控柜，变频器本体相关设备有2500KVA三线圈降压变器，2500KW升压变压器，2190KW变频器，输出滤波器。

焦化变频软启动系统电路构成如图

三、焦化中压变频器软启动系统各部分电器设备的功能简介

同期切换柜：同期切换柜主要是由PLC编程控制器，同期检测表及外围继电器组成，它是整个软启动系统的中继中枢，所有的命令执行和状态反馈，故障报警显示(主要是电器开关的状态，储能，动作故障，而变频器本体的故障报警也会显示)都是由它来完成的。最主要的它还是完成电机由变频启动转化到工频运行的关鍵设备。

除焦主控柜：除焦主控柜是电器系统和生产工艺及仪表等综合控制柜，在启动切焦水泵时，显示电器系统，生产工艺是否正常，是否允许启泵，同时由它发出选泵，选塔，启动，停止以及在切焦过程中出现紧急情况下发出跳车保护等命令。

降压变频变压器：降压变压器是一个三绕组变压器它把6KV三相电压变为相位差30°2*3－pH2.3KV的电压，此输出作为变频器中整流器的电源。

整流器：整流器是一个不可控三相桥式二极管整流器，它可以将降压后的工频电源变为12脉冲电源，每个二极管整流器供给直流母线一半的电容器，直流母线电压由串联连接产生。

直流母线：直流母线的基本元件是电容器组，放电晶闸管和预充电装置组成。

逆变器：逆变器是变频器的核心部件，它是由HV－IGBT模块和触发模块组成，共分3个相单元，通过它形成的脉冲电源，最后成为三相频率可调节的正弦波电源。

滤波器：滤波器是由一个适配电压的集成自耦变压器的LC电路组成，它的主要功能是抑制高次谐波，可使输出电压的畸变系数＜10%。

升压变压器：升压变压器是把从滤波器输出的电压（大约4.16KV）通过升压变为所需要的电机额定电压6KV。

另外，变频器本身也具有监控和保护功能，其组成部分是由A200数字控制系统和A300UEL控制模块及外围模块组成。A200处理器模块主要的功能是用于计算，判断变频器内部各部分的工作状态，是否发出保护停机信号等。A300UEL模块的功能是通过光纤电缆连接HV－IGBT触发模块。计算来自触发模块的返回信号。

SIMOVERTMV中压变频器是一个功率电子装置，它是从一个固定频率三相电源线路中生成一个三相可调，频率可调系统。这样可以实现三相电机的连续速度控制，因此它具有较高的动态性和良好的控制特性。但由于电机的功率和变频器的功率不匹配，变频器的容量是2500KVA输出电压是4.16KV而电机的功率是3200KW