Aplicación de variador de frecuecnia de voltaje medio de la serie GD5000 en ventilador de tiro inducido

Resumen: Con el desarrollo de la economía, la contradicción de recursos limitados se ha vuelto cada vez más grave. Establecer una sociedad que ahorre energía, actualizar la tecnología para ahorrar energía y reducir el consumo es la dirección de desarrollo para todas las empresas de generación de energía. El resultado de la operación demuestra que la aplicación de la tecnología de variador de frecuencai de voltaje medio en motores auxiliares en la planta de motores térmicos es de gran rendimiento técnico y beneficio económico significativo, así como un buen valor de promoción.

Palabras clave: Ventilador de tiro inducido, variador de frecuencia, ahorro de energía y reducción de consumo, beneficio económico de GD5000

I. Resumen

La central eléctrica no solo es productora de energía eléctrica, sino también un usuario y un consumidor de energía eléctrica. En la composición de la energía de suministro de energía en China, la energía térmica representa más del 70%. Mientras que para las unidades generadoras de energía térmica general, representan la generación de energía del 4% al 7%. Para impulsar ventiladores de gran capacidad y motores auxiliares de bomba de agua en fábrica de voltaje medio, los motores eléctricos deben consumir el 80% de la cantidad total de electricidad en la fábrica. Debido a la aparición de la separación de la planta y la red y la licitación de precios en la reforma del sistema eléctrico, el consumo de carbón de la generación de electricidad y la tasa de energía auxiliar en la fábrica se han convertido en indicadores importantes para la evaluación del rendimiento de la fábrica de energía, que está relacionado con el beneficio económico y competitivo de un empresa. Y el efecto de ahorro de energía del control de velocidad variable de la máquina del ventilador y el motor auxiliar de la bomba de agua puede reducir significativamente el consumo de energía de fábrica y disminuir el costo de generación de electricidad. Por lo tanto, elegir un sistema de control de velocidad de motor eléctrico de fábrica de voltaje medio adecuado se ha convertido en la principal prioridad para el trabajo de ahorro de energía de la central eléctrica.

II. Ajuste de velocidad del variador de frecuencia y principio de ahorro de energía

La velocidad de rotación del motor asíncrono N y la frecuencia F, la relación de deslizamiento del motor S y el número de pares de polos P del motor tienen la siguiente relación:

N＝60F(1-S)/P

Para la fórmula anterior, la velocidad de rotación N y la frecuencia F están en proporción directa, por lo que solo necesita cambiar la frecuencia F y se cambiará la velocidad de rotación del motor. Al mismo tiempo, la potencia de salida del motor también cambiará. N y F tienen una relación lineal. Cuando F cambie de 0 a 50Hz, el alcance de ajuste de la velocidad de rotación es muy amplio. Cuando el cambio de carga provoque la reducción de la velocidad de rotación de los ventiladores , la potencia de salida también disminuirá. Y el variador de frecuencia puede resolver mejor este problema para obtener un buen efecto de ahorro de energía.

III. Solución de actualización

En julio de 2015, remodelamos un ventilador de tiro inducido de 1 * 300MW con variador de frecuencia de control de velocidad de voltaje medio en una planta de energía. Reformamos un electromotor en este momento con el método de separación de medicamentos y automatización y adoptamos la frecuencia de potencia y la frecuencia variable para operar el ventilador de tiro inducido. Con contraste y análisis, los con variadores de frecuencia de voltaje medio de la serie GD5000-A3150-06-S fabricados por Shenzhen INVT electric Co., Ltd. Tendrán una mejor función. El rectificador inversor era diodo y el dispositivo inversor era IGBT (como se muestra en la figura 1) y su método de control era el control vectorial sin sensor de velocidad. En agosto de 2015, el nuevo sistema se puso totalmente en funcionamiento.

Figura 1 Gráfico de principios de la unidad de potencia

IV. Descripción del proceso de operación del sistema

La potencia del variador de frecuencia de 6KV pasa el dispositivo de variador de frecuencia al enlace de desconexión y al contactor y luego llegará al el dispositivo de variador de frecuencia de voltaje medio y las salidas del dispositivo inversor a la conexión del conector y al contactor y luego al electromotor. Y la potencia de 6KV también puede iniciar directamente el electromotor mediante un contactor de derivación. Las funciones del enlace de desconexión y el contactor en línea y del esquema y el enlace de desconexión y el contactor de derivación son:

1. Si hay una falla en el inversor, el enlace de desconexión en línea y el esquema, el contactor se pueden cortar de inmediato. De esta manera, el dispositivo de variador de frecuencia se puede separar y usar un contactor de derivación manual. El electromotor puede funcionar nuevamente con la fuente de alimentación de frecuencia de alimentación.

2. El gabinete de derivación tiene una función de cierre de cinco prevención;

3. El gabinete de derivación tiene una función de indicador de frecuencia industrial y frecuencia variable;

4. El gabinete de derivación tiene función de indicador electrificado y función de puerta de cierre electrificada.

El circuito primario de reforma del sistema se muestra en la figura 2. Para garantizar totalmente la confiabilidad del sistema, también agregamos un dispositivo de derivación de frecuencia de potencia al variador de frecuencia y si esto es algo anormal en el variador de frecuencia, el dispositivo puede dejar de funcionar y el electromotor puede cambiar directamente para operar bajo el estado de frecuencia de potencia. De esta manera, la unidad de máquina puede funcionar de manera segura.

Para obtener protección contra la avería del variador de frecuencia, el variador de frecuencia enclava el interruptor QF de 6KV. Una vez que hay una falla en el inversor, el variador de frecuencia se disparará QF. Cuando la frecuencia de alimentación está en derivación, el variador de frecuencia siempre permitirá el cierre QF y retirará la señal de disparo a QF, de modo que el motor normalmente puede arrancar con la frecuencia de cierre QF.

El sistema de control de frecuencia variable consta de interruptor de usuario, gabinete de derivación automático, variador de frecuencia de voltaje medio serie GD5000 y motor de voltaje medio. El gabinete de derivación está compuesto por tres contactores de voltaje medio al vacío KM1, KM2, KM3 y un interruptor de aislamiento de voltaje medio QS1, QS2. En el estado de operaciones normales, QS1, QS2 están todos cerrados. Solo en el mantenimiento, el interruptor QS1, QS2 están desconectados. Cuando el motor está funcionando en modo de frecuencia variable, KM1 y KM2 están cerrados y QS3 está desconectado. Cuando el motor está funcionando en modo de frecuencia de alimentación, KM3 está cerrado y KM1 y KM2 están desconectados. El cambio entre frecuencia variable y frecuencia industrial se realiza automática o manualmente. El gabinete de derivación está diseñado en estricta conformidad con los requisitos de "cinco anti" enclavamiento, el interruptor de salida de frecuencia variable KM2 y el interruptor de frecuencia industrial KM3 están bloqueados mutuamente, lo que permite garantizar el funcionamiento seguro del sistema de control de frecuencia.

Como en todo el sistema de control de frecuencia, el dispositivo de conmutación del usuario anterior tiene un dispositivo de protección contra sobrecarga, por lo que el gabinete de derivación manual no protegerá el motor de sobrecarga. Al mismo tiempo, el dispositivo de conmutación del usuario debe estar de acuerdo con las 8-10 veces la corriente nominal para establecer el valor de protección de velocidad para escapar de la corriente de sobretensión.

Figura 2 Actualización del gráfico del circuito primario

La barra colectora está en el lado izquierdo y la máquina del ventilador está en el lado derecho.

V.Problemas en el proceso de depuración y medidas de mejora

(1) En el proceso de depuración, encontramos que la señal de comando de velocidad se perdió y el variador de frecuencia no mantuvo la velocidad original del motor, por lo que ajustamos la parte de control del inversor y, finalmente, el problema se resolvió de manera efectiva.

(2) (2)Carga de alarma de temperatura del transformador que controlaba el variador de frecuenciaa la interfaz DCS, que efectivamente realizó el monitoreo de sobretemperatura del transformador.

(3) Para resolver el problema de la alta temperatura del inversor en el verano, el diseño del sistema de enfriamiento del inversor del ventilador eléctrico en la planta de energía de China Power Investment Corporation adoptó el modo de círculo de enfriamiento de aire exterior (como se muestra en la figura 3 ) Este diseño redujo en gran medida la tasa de uso del aire acondicionado. Ahora, el dispositivo de conversión de frecuencia puede funcionar sin el sistema de enfriamiento del aire acondicionado, mejorando así el efecto de ahorro de energía del dispositivo de conversión de frecuencia.

(4) Para garantizar que el inversor pueda funcionar normalmente en caso de que una parte de la unidad de alimentación esté dañada, la función primaria de la unidad de alimentación se configura en el bypass. De esta manera, el inversor puede funcionar normalmente cuando falla un grupo de unidades de potencia del inversor.

VI.Un análisis del beneficio económico después de la actualización que ahorra energía

Para facilitar el análisis del ahorro de energía después de la actualización de la conversión de frecuencia, comparamos los parámetros de dos tipos de modos de operación del ventilador de tiro bajo las diferentes condiciones de operación con una carga de 150MW y 300MW.

La Tabla 1 muestra el efecto de ahorro de energía. De la tabla 1, podemos saber que cuando la unidad de carga es de 150MW y 300 MW respectivamente, la operación del ventilador de tiro bajo frecuencia variable puede ahorrar 256kW • h, 535kW • h más que eso bajo el estado de frecuencia industrial. Después de la actualización de conversión de frecuencia, el efecto de ahorro de energía es notable.

Tabla 1 Contrato de ahorro de energía

VII.Conclusión

El efecto de ahorro de energía fue muy notable y la frecuencia de arranque fue baja, la velocidad fue baja, la corriente fue pequeña y suave después de la actualización de frecuencia variable del ventilador de tiro inducido, que logró un arranque suave y evitó un gran impacto de corriente y una alta influencia de torque que la antigua frecuencia de potencia aporta al motor, cables, interruptores y equipos mecánicos. La aplicación del variador de frecuencia variable no solo `prolonga la vida útil del motor y otros equipos, sino que también reduce el desgaste de los rodamientos y mejora la confiabilidad del suministro de energía seguro.