宫飞
新疆八一钢铁股份有限公司
摘要: 介绍了新疆八一钢铁股份有限公司第二炼钢厂三次除尘系统改造项目高压风机变频系统的设计思路。根据目前节能要求，转炉新建一套和改造两套除尘系统采用高压变频控制，在满足转炉生产负荷定情况下长时间运行。本次设计基于三台高压变频器任意一台故障情况下，能快速、简便的将故障变频器切除，将高压软起器投入，降低对生产的影响。
关键词:变频器;软启动器
引言
随着我国经济的持续发展，节能降耗是众多制造业和冶炼行业首要解决的问题，而通过电气及自动化改造，大量节能降耗的产品和设计已经应用到了各个生产环节。如何高效、稳定的发挥电气设备效能，降低故障率是我们在今后工作中要不断探索和开发的。
1 项目介绍
新疆八一钢铁股份有限公司第二炼钢厂三次除尘系统改造，设计要求新增一台除尘风机，电机额定功率2240kW，改造两台除尘风机，电机额定功率2000kW，采用三台高压变频器控制。为保证三次除尘系统稳定高效运行，因此配套设计一套高压软起系统，满足“一对三”要求，即在三台高压变频器任意一台故障情况下，通过一系列电控操作，实现快速、简便的将故障变频器切除，将高压软起器投入。
2 设计方案
本次设计采用三台变频器驱动三台电机、并且增加一台固态软起动可以分别软起动三台电机的驱动方案。电机采用交流异步电机，变频器采用东芝三菱的TMdrive-MVe2系列变频器，完全满足除尘风机负载的驱动工艺要求。现场现有两台2000kW电机，新增一台2240kW的电机，为了备品备件相同和通用，采用新增三台同样的变频器。变频器相对电机具有110% 1min/10min的过载能力。新增一台固态软起动，要求启动电流小于电机额定电流的3倍。
三次除尘传动系统单线图
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根据系统设计，需安装九台高压开关柜；新增六台切换柜。新增一套PLC转换控制系统。
3 一拖三软起动及变频运行功能
3.1 全变频运行
系统在变频器正常的时候，三台电机均使用变频器拖动，导电回路如下图所示，深色线条为长期运行电流通路。
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逻辑如下：
（1）1QF、QF1、QS1和KM1闭合，变频器VFD1运行驱动IM1；
（2）2QF、QF6、QS4和KM4闭合，变频器VFD2运行驱动IM2；
（3）3QF、QF8、QS6和KM6闭合，变频器VFD3运行驱动IM3；
（4）QF2、QF3、QF4、QF5、QF7断开；QS2、KM2、QS3、KM3、QS5、KM5断开。
（5）通过PLC系统，严格实现闭锁关系，满足电气系统安全和功能上的要求。
3.2 I段母线工频运行
I段母线上的IM1软起动工频运行，II段母线上的IM2和III段母线上的IM3变频运行，导电回路如下图所示，蓝色线为短时软起动导电回路，红色为长期运行导电回路。
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逻辑如下：
（1）II段母线侧和III段母线侧开关状态保持不变；
（2）I段母线侧，QF1、QS1和KM1为分闸状态；
（3）QF2处于分闸状态，QF4、QF7、QS3、KM3、QS5、KM5断开；
（4）1QF、QF3、QS2和KM2合闸，PLC发软起动指令，通过软起动SSS启动电机IM1；
（5）电机达到额定转速后，软起动SSS发出工频合闸指令给PLC，PLC通过判断，发合闸指令给QF2；
（6）QF2合闸完毕后，PLC发分闸指令给KM2和QF3，完成I段母线上的电机IM1的软起动过程。
其他两段母线工频运行和I段母线上的电机IM1工频运行类似。
4 结束语
通过对本次设计反复论证，改设计具有很强的可操作性，在保证切换系统的控制和安全闭锁的基础上，降低了设备投入和现场手动操作的风险。该设计不仅满足在将故障变频器隔离、切除，实现在系统不停机的情况下对故障设备进行修复的要求，并且可以定期将在线变频器切除，对其进行清灰、紧固、测试等日常保养，极大地提高了设备的稳定性。