Решение по повышению энергоэффективности для высоковольтных частотно-регулируемых плавных пускателей FGI

Воздушные компрессоры, являясь универсальным механическим оборудованием, играют важную роль во многих отраслях промышленности. Высоковольтное каскадное устройство плавного пуска с переменной частотой, разработанное компанией FGI Electronic Technology Co., Ltd. успешно применила технологию плавного пуска одного-двухчастотного устройства плавного пуска к нагрузке воздушного компрессора, что принесло пользователям выдающиеся экономические выгоды и гарантировало стабильную работу на месте.

1. Краткое описание ситуации на месте пользователя

На одном химическом предприятии в Шаньдуне имеются два воздушных компрессора, которые являются важным оборудованием в производственном процессе. На объекте установлено два двигателя мощностью 10 кВ и 4000 кВт. При запуске оборудования для воздушного компрессора необходимо гарантировать отсутствие перепадов напряжения в сети или колебаний сети, короткое время запуска, удобство управления и ряд других проблем. В ответ на такие ситуации компания FGI Electronic Technology Co., LTD. (далее именуемая «FGI») предоставила решение для плавного пуска с регулируемой частотой один к двум, которое соответствует ряду требований к использованию на месте. После эксплуатации на месте он продемонстрировал чрезвычайно высокую надежность, стабильность и удобство. Для удовлетворения различных требований на объекте устройство плавного пуска с регулируемой частотой имеет следующие характеристики::

Плавный пуск с переменной частотой отличается высокой защитой, высокой стабильностью и удобством, а также может полностью выполняться без участия человека.

Устройство плавного пуска с регулируемой частотой представляет собой бесперебойное коммутационное устройство «два в одном» с реактором. Устройство плавного пуска с регулируемой частотой может приводить в действие любой из двух двигателей без каких-либо ограничений последовательности запуска, обеспечивая соблюдение технологических требований на месте. Процесс запуска устройства плавного пуска с переменной частотой требует плавности, большого пускового крутящего момента и короткого времени запуска воздушного компрессора, что гарантирует соответствие требованиям эксплуатации на месте.

Устройство плавного пуска с переменной частотой оснащено строгими электрическими блокировками и логикой программных блокировок, строго контролирующими последовательность срабатывания рубильника во время бесперебойного процесса переключения, а также имеет полный набор мер сигнализации и защиты от неисправностей, обеспечивающих стабильность процесса переключения.

Устройство плавного пуска с переменной частотой подключается к электрической системе управления воздушного компрессора, отвечая различным требованиям функционального интерфейса и мониторинга, а также гарантируя, что непредвиденные отключения не возникнут из-за изменения параметров во время работы. После многократных технических обсуждений и оценок схем было выбрано устройство плавного пуска с переменной частотой типа FGI JD-BP38-2400FF2A для проведения энергосберегающих и технологических модернизаций воздушного компрессора, что позволило достичь ожидаемых целей.

2. Основные параметры устройства плавного пуска с регулируемой частотой FGI JD-BP38-2400FF2A

В соответствии с требованиями объекта устройство плавного пуска с переменной частотой FGI должно обеспечивать неупорядоченный пуск двух воздушных компрессоров. Система должна иметь базовые функции, такие как запуск под большой нагрузкой, неинтрузивное переключение, логическую защиту и интерфейсы связи. Кроме того, высоковольтное устройство плавного пуска с переменной частотой FGI также имеет следующие особенности::

В нем применена идеальная, свободная от гармоник, многоуровневая топологическая структура, характеризующаяся низким уровнем гармоник тока сети и отвечающая строгим требованиям сети к качеству электроэнергии. Нет необходимости использовать выходные фильтры, можно использовать обычные асинхронные двигатели.

Технология подавления колебаний: при небольшой нагрузке или отсутствии нагрузки на двигатель может возникнуть локальная нестабильность. В это время амплитуда тока сильно колеблется, и колебания тока могут привести к срабатыванию защиты системы из-за перегрузки по току или перенапряжению. Наша компания применяет усовершенствованный алгоритм подавления колебаний тока, который позволяет эффективно подавлять колебания тока и обеспечивать стабильную и надежную работу системы.

Функция дрейфа нейтральной точки: после обнаружения неисправности устройства неисправный блок может быть обойден в течение 100 μс, а технология смещения нулевой точки звезды реализована для поддержания баланса выходного линейного напряжения и максимального повышения коэффициента использования напряжения.

Настройка функции координации крутящего момента позволяет в режиме реального времени управлять крутящим моментом в многодвигательных приводных системах.

Его можно настроить на перегрузочную способность по току более чем в два раза, что может удовлетворить требованиям пуска под большой нагрузкой систем с большой инерцией.

Параметры полные. Система обеспечивает и регистрирует все необходимые параметры процесса работы двигателя для контроля и защиты на месте.

Технология автоматической регулировки выходного напряжения: устройство плавного пуска с переменной частотой определяет напряжение на шине каждого блока в режиме реального времени и корректирует коэффициент выходного напряжения на основе напряжения на шине, тем самым реализуя функцию автоматической регулировки напряжения. Это позволяет избежать влияния колебаний сети на выходное напряжение.

3.План контроля

Комплект высоковольтной системы частотного регулирования скорости JD-BP38-2400FF2A производства FGI Electronic Technology Co., Ltd. На объекте принята установка с номинальным напряжением 10 кВ, номинальным током 173 А и номинальной мощностью 2400 кВт. Основной контур схемы управления управляет устройством плавного пуска с переменной частотой, легкая сетка поля отвечает требованиям пространства сцены.

Системная схема частотно-регулируемого плавного пуска с одной первичной обмоткой и двумя первичными обмотками

Пространство для использования на объекте ограничено. Разработанное на этот раз устройство плавного пуска с переменной частотой отличается гибкой конструкцией. Устройство плавного пуска с переменной частотой может быть настроено на запуск любого воздушного компрессора в соответствии с требованиями пользователя. После запуска двигатель автоматически переключится на работу на промышленной частоте без помех, а затем запустит следующий двигатель. Если во время запуска устройства плавного пуска с переменной частотой возникает неисправность, его можно перевести с неисправности на промышленную частоту или напрямую запустить на промышленной частоте в соответствии с фактическими потребностями заказчика.

(1) Питание управления включено, и выключатель замкнут.

Управляющая мощность на устройстве плавного пуска с переменной частотой обнаруживает, что высокое напряжение не готово, а состояние контактора соответствует. Затем можно приводить в действие изоляционные ножи 1#QS1 и 1#QS2, и операция изоляционного ножа завершается.

(2) Самопроверка устройства плавного пуска с переменной частотой

Проверьте, замкнут ли рубильник в цепи устройства плавного пуска с переменной частотой тока, нет ли в системе неисправностей, выполнены ли внешние сигналы аварийной остановки и разрешения процесса. Если все условия соблюдены, подать сигнал «Закрытие разрешения на высокое напряжение».

(3)Включение высокого напряжения

«Разрешение на закрытие» направляется в высоковольтный шкаф, и разрешается подача напряжения на высоковольтный шкаф.

(4)Выбор двигателя

После включения питания выбор двигателя осуществляется на основе текущего режима управления. Система может выбирать двигатель тремя способами.

Режим управления HMI: задайте номер HMI, а на главном интерфейсе задайте номер двигателя 1 или 2.
Режим управления DCS/пультом дистанционного управления: в зависимости от номера настройки сигнала клеммы, когда активируется вход клеммы, соответствующий номеру двигателя, это означает, что выбор завершен. Если вход отсутствует или имеется несколько входов, определяется, что выбор номера двигателя неверен.
Режим хост-компьютера: установка параметров связи. Главный компьютер может записать выбранный номер двигателя преобразователем частоты посредством связи. Преобразователь частоты поддерживает основные протоколы связи, такие как Modbus, Profibus, Profinet, EtherCAT и Ethernet.
Кроме того, независимо от выбора режима, как на человеко-машинном интерфейсе, так и на главном компьютере будет отображаться номер текущего выбранного двигателя.

(5) Логика замыкания контактора/выключателя

После завершения выбора двигателя замыкается контактор соответствующей цепи.

В качестве примера рассмотрим выбор двигателя 1 в устройстве плавного пуска с переменной частотой. Выберите машину № 1, после определения текущей частоты цепи питания QF11 не закрывается, устройство плавного пуска с переменной частотой работает без сбоев, выходные контакторы KM1, KM01, KM3, по очереди, закрываются, с сигналом готовности частоты, узел получает сигнал о готовности преобразования частоты, ожидая сцены загрузки.

(6) сигнал охраны

При обнаружении текущей работающей цепи двигателя активируется соответствующая аварийная информация устройства плавного пуска с переменной частотой. Для обеспечения совместимости устройства плавного пуска с переменной частотой с различными типами двигателей на более позднем этапе применяется метод резервного копирования и переключения параметров, гарантирующий наличие различных стратегий реагирования, когда устройство плавного пуска с переменной частотой выбирает различные схемы, обеспечивая стабильную работу на месте.

4. Эффект внедрения привода воздушного компрессора с устройством плавного пуска с переменной частотой

С момента отладки и официального ввода в эксплуатацию устройства плавного пуска с регулируемой частотой в апреле 2023 года оно работает стабильно и по сей день не имеет ни одного отказа.

(1) Удобство

Техническое решение «один к двум» обеспечивает возможность многоконтурной плавной коммутации основного блока частотно-регулируемого устройства плавного пуска. Для реализации конструкции «один ко многим» используется твердотельный плавный пуск. Такая конструкция имеет высокую стоимость и большую сложность. Удаленный входной сигнал заказчика может обеспечить быстрый и плавный запуск воздушного компрессора, без присутствия человека на рабочем месте на протяжении всего процесса. Он прекрасно решает проблемы на месте и очень практичен и удобен.

(2) Эффективность

Устройство плавного пуска с регулируемой частотой представляет собой функциональное изделие на базе частотного преобразователя. Он обладает превосходными динамическими и статическими характеристиками, большим пусковым крутящим моментом, быстрой динамической реакцией крутящего момента, высокой точностью регулирования скорости и большой нагрузочной способностью. Он контролирует весь процесс запуска, не оказывая влияния на сеть во время запуска, обеспечивая плавный процесс запуска и заслужив высокую оценку клиентов.

(3) Надежность

Внутренняя структура частотно-регулируемого устройства плавного пуска имеет модульную конструкцию и оснащена защитой высокого уровня. Положения агрегатов можно менять местами, что упрощает обслуживание. Устройство работает как пускатель переменной частоты, используется внутренняя оптоволоконная связь. Связь надежна и сигналы стабильны, что обеспечивает стабильную работу оборудования. При возникновении неисправности во время работы устройства плавного пуска с переменной частотой оно автоматически задействует технологию дрейфа нейтральной точки, что позволяет добиться отказа устройства без остановки машины. При работе на промышленной частоте управление осуществляется дистанционно с помощью контакторов, что позволяет осуществлять непосредственный пуск и остановку с помощью внешнего управления для удовлетворения различных требований на месте.

(4) Удобство использования

Это устройство плавного пуска с переменной частотой обеспечивает запуск любого количества двигателей, что позволяет регулировать процесс на месте. Он также поддерживает многопараметрический ввод для двигателя, обеспечивая устойчивость оборудования во многих аспектах.

В заключение следует отметить, что технические характеристики и эксплуатационные характеристики частотно-регулируемого устройства плавного пуска при его применении в обрабатывающей промышленности значительно способствуют продвижению этого метода управления. Он не только обеспечивает максимальную устойчивость оборудования, но и максимально гарантирует удобство и надежность на объекте.

5. Заключительное слово

После внедрения частотно-регулируемого плавного пуска серии JD-BP38 производства FGI Electronic Technology Co., Ltd. Что касается системы воздушных компрессоров, то работа и производство на площадке были стабильными. Время запуска воздушных компрессоров соответствует практическим требованиям. В сочетании с локальным управлением это прекрасно решило сложные проблемы локального управления и значительно повысило удобство использования системы воздушных компрессоров. Реальная ситуация применения на месте показывает, что использование современного и надежного устройства плавного пуска с регулируемой частотой от FGI для управления несколькими нагрузками, такими как воздушные компрессоры, может значительно повысить эффективность работы на месте, сократить объем работ по техническому обслуживанию на месте и принести значительную экономическую выгоду. Это заслуживает широкой популяризации.