变频器中间直流回路过电压解决方案
引言 袋滤机工程中有8台50kW进科泵、4台30kW回流泵采用富士变频器调速，袋滤机整个工作过程由主控室的FOXBORO的集散系统控制。进料泵变频调速运行于开环状态，通过DCS集散系统设定频率值控制流量；回流泵变频调速运行于闭环状态，控制回流槽液位。在试车过程中，进料泵、回流泵变频器相继跳闸，变频器显示屏上显示"OU2减速时过电压"。进料泵跳闸的原因是由于袋滤机工艺原因造成进料泵负载突减；回流泵因2-3台袋滤机对滤布反冲洗时，循环卸料，时间短，流量大，科浆中混有空气，引起回流泵空转，负载突减，使电机处于再生制动工况，导致变频器中间直流回路过电压，变频器保护跳闸。在试车阶段虽采取了*些措施，但故障隐患并未消除，需要考虑采用成本较低、结构简单的电阻制动单元。 在处理这个问题的过程中，受多台变频器共用同*直流母线解决这*问题的启示，我们对进料泵、回流泵从工艺、变频调速系统上进行了*些改动，较好的解决了变频调速系统中间直流过电压问题。(欢迎来电咨询 郑州中鑫自动化设备有限公司 网址：www.hnzkwx.com 电话：0371-60133978 手机：13837132021 ) 1对回流泵系统的处理 (1)回流泵是因料浆中混入了空气打空转而引发故障，在电气系统方面主要是由于回流泵处于闭环运行状态造成的，将回流泵变频器由闭环运行状态改为开环运行方式便可解决这*故障。即在主控室的FOXBORO的集散系统上对回流槽设定高科位、较高科位、较低料位、低料位4个料位参数，使回流泵在较低料位时低速运行，较高料位时高速运行，变频器加、减速时间相目对延长为60s，使回流泵变频调速系统不受料浆流量的瞬时变化而变化。 (2)在工艺方面，在每台袋滤机的回流出口至回流槽处加缓冲槽，改变回流流量突变状况，减小流量变化对变频器的影响。 经过以上处理后，回流泵已能稳定运行，彻底解决了中间直流回路过电压问题。2对进料泵系统的处理原系统8台袋滤机分为2组，4台进料泵和2台回流泵为*组，正常时每组有2-3台进科泵和1台回流泵在运行，每组有1台回流泵作备用，每组6台设备共处于*段交流母线上。由于每组有1台回流泵长期运行，因此经过上述处理后运行很稳定。我们利用回流泵变频系统为进科泵变频系统再生制动时在中间直流回路产生的能量提供泄放通路。 (])4台进料泵和2台回流泵变频器电源侧交流电压都为380V，中间直流电压为310V左右，相互间基本相同，受负载和频率调节的影响会有所波动。如果各个变频器的中间直流回路直接连通，中间直流回路的系统容量变大后会带来许多好处，如：中间直流电压相对恒定，电容并联后储能容量加大；提高系统的功率因数和系统用电效率，降低电网的谐波电流；各变频器间容量可以互补，再生制动状态产生的多余能量可以由其它变频器吸收、转化，正常运行时不会造成变频器中间直流回路过电压跳闸，优化系统的动态特性等。但由于变频器电源侧采用了不可控整流桥，流过整流桥的电流不可控，甚至会超过其所能承受的电流而损坏：直接共用中间直流回路，在系统发生短路故障时，由于整流桥部分保护较少且灵敏度差，各个变频器不能及时切除，会导致故障进*步扩大，造成较大的损失。因此直接连接中间直流回路时，变频调速系统会变得不可靠。在图1的电路中采用二*管、接触器的主要目的就是为了防止变频系统因共用直流母线而引发故障，达到了既能消除故障，又不降低变频器可靠性的目的。 (2)进料泵变频器回路的二*管主要是使各个进料泵变频器之间在运行上相互*立，互不影响，再生制动状态产生的能量由正常运转的回流泵消耗，实现能量的充分利用。 接触器�*词迪直淦灯饔牍灿弥绷髂赶呒洌诒淦灯髟诵邢嗷チ印⒍系缂�*修时相互隔离；在发生故障时及时切除与共用直流母线的联系。 (3)2台回流泵在正 常运行时为*用*备，为了防止在特殊情况下2台回流泵同时运行，在2台回流泵变频器中间直流回路与共用直流母线间增加了二*管，使2台回流泵能相互隔离，减少故障。 (4)正常情况下进料泵变频调速系统向回流变频器中间直流回路馈电，由于进科泵变频器比回流泵大，且有*定的余量，正常运行时不会对进料泵变频器造成损害，只有在回流泵整流桥断路或共用直流母线发生短路的情况下，才会有故障电流流入中间直流母线，在这种情况下，本回路主要依靠变频器本身的各种保护即利用变频器故障信号3 0C、30B使在各个变频器回路中增加的接触器动作，及时将变频器与共用母线切除，避免发生更大的故障。 (5)回路中增加的二*管选用普通整流二*管ZP20，通态平均电流为20A，能承受的浪涌电流可达150-200A，各个变频器的中间直流电压基本在310V左右，再生制动状态产生的过剩电流虽幅值大*些，但时间短，二*管承受的电流同直接接在中间直流母线两端的电阻制动单元不同，选用ZP20二*管加散热器能满足电路要求。 (6)由于增加的接触器在故障状态下要切断共用直流母线与变频器间可能有的大电流，1～6KM选用CJ-50交流接触器。(欢迎来电咨询 郑州中鑫自动化设备有限公司 网址：www.hnzkwx.com 电话：0371-60133978 手机：13837132021 ) (7)为了防止回流泵变频器中间直流回路在注入可能有的大电流时过电压跳闸，采取：①在主控室的FOXBORO的集散系统上采取措施防止每*组运行的2-3台袋滤机同时反；中洗卸科，使每*台袋滤机卸料反；中洗的时间相隔3-5min。②在共用的直流母线上加装1组电阻制动单元，*大限度地减少回流泵变频器中间直流回路过电压的机率，保障袋滤机变频系统运行的安全。 (8)在施工时考虑了中间直流回路可能短路的情况，选用优质的绝缘橡套电缆作连接线，在局部加强了绝缘，减少了中间直流回路接地短路的机率。 (9)变频器运行环境较好，10台变频器有*用的变频器室，室内安装2台柜式空调，干净整洁，有利于变频器散热和减少变频器故障机率。 3 结束语 该电路经实际运行，效果较好。该改进方案用较少的普通元件实现了袋滤机变频系统的稳定运行，省去了多套电阻制动单元，使电机再生制动能量得到了充分利用，是处理变频器再生制动能量及故障的有效途径。 (欢迎来电咨询 郑州中鑫自动化设备有限公司 网址：www.hnzkwx.com 电话：0371-60133978 手机：13837132021 ) |