利德華福高壓變頻器在管狀帶式輸送機(jī)上的應(yīng)用

        威信云投粵電扎西能源有限公司是由云南省電力投資有限公司控股、廣東電力發(fā)展股份有限公司、云南省煤田地質(zhì)局共同出資設(shè)立的有限公司。公司地址位于云南省昭通地區(qū)威信縣，地處云貴高原北緣和四川盆地南緣過渡地帶。昭通市為滇東北地區(qū)主要煤炭資源蘊(yùn)藏地和產(chǎn)煤地之一，含煤面積1.5105萬平方公里，探明及預(yù)測煤碳資源量為198.25億噸，其中鎮(zhèn)雄、威信兩縣煤炭資源最為豐富。為了將威信縣的資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，同時滿足云電送粵的需要，公司將建設(shè)規(guī)劃總?cè)萘繛?×600MW火力發(fā)電機(jī)組，以及相配套的煤礦，實現(xiàn)煤電項目一體化工程。如圖1所示：
三、 應(yīng)用現(xiàn)場皮帶機(jī)系統(tǒng)基本情況介紹
        該項目位于云南省昭通市威信縣麟鳳鄉(xiāng)麟鳳壩北端的王家寨至小壩一帶，井田東起于三桃鄉(xiāng)后溪口-塘房一線，以蔡家壩斷層為界；西至長安鄉(xiāng)田壩村以王家溝斷層為界，走向長約17公里；南至玄武巖底界；北至大雪山-塘房一線，寬2.3-3.8公里，面積約49.74平方公里。礦井煤炭總資源量為27727萬噸，工業(yè)儲量為22696萬噸，經(jīng)濟(jì)可采儲量為17713萬噸。利用觀音山煤礦的煤炭資源，一期工程已建成裝機(jī)容量為2×600MW火力發(fā)電機(jī)組，形成煤電聯(lián)產(chǎn)的一體化項目，由于地處山區(qū)，地勢起伏較大，普通的凹槽皮帶已無法滿足現(xiàn)場運(yùn)輸?shù)囊?，所以采用管狀帶式輸送機(jī)，管狀帶式輸送機(jī)是一種新型帶式輸送機(jī)，在裝料區(qū)和卸料區(qū)，膠帶打開呈槽形，裝料或卸料后，膠帶被托輥卷成圓形，管狀形成后，呈六邊形布置的托輥保持其管狀。由于膠帶在輸送線路上呈管形，物料不會撒落，物料也不會因刮風(fēng)、下雨而受外部環(huán)境的影響，這樣既避免了因物料的撒落而污染環(huán)境，也避免了外部環(huán)境對物料的污染，達(dá)到無泄漏密閉輸送。該機(jī)可在沿空間曲線靈活布置，在復(fù)雜地形條件下長距離輸送物料，同時與普通帶式輸送機(jī)相比，具有經(jīng)濟(jì)、可靠、安全、高效等優(yōu)點。如圖2、3所示：

 
圖2 管狀皮帶機(jī)
 
圖3 管狀皮帶機(jī)

        威信云投粵電煤電一體化項目管狀皮帶機(jī)，由三臺電機(jī)拖動（3×355kW），三臺電機(jī)均配置在機(jī)頭。如圖4所示：

圖4 三機(jī)驅(qū)動示意圖

圖5 現(xiàn)場皮帶機(jī)情況

四、現(xiàn)場變頻調(diào)速系統(tǒng)方案介紹
        現(xiàn)場三臺高壓變頻器均采用一拖一手動旁路方案，此旁路方案是手動旁路的典型方案，原理是由3個高壓隔離開關(guān)QS41、QS42、QS43及高壓開關(guān)QF、電動機(jī)M組成。要求QS42和QS43之間存在機(jī)械互鎖邏輯，不能同時閉合。
        變頻運(yùn)行時，QS43斷開，QS41和QS42閉合；
      工頻運(yùn)行時，QS41和QS42斷開，QS43閉合。具體如圖6所示：

圖6  一拖一手動旁路方案

五、 現(xiàn)場高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)及采用的控制方案介紹
        現(xiàn)場采用北京利德華福電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的3套HARSVERT-HVA06/050系列矢量控制高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，額定電壓6kV，額定電流50A，額定功率400kW。如圖7所示：
 

圖7 高壓變頻器現(xiàn)場安裝情況

        利德華福HARSVERT系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，以高可靠性、易操作、高性能為設(shè)計目標(biāo)，滿足用戶對于風(fēng)機(jī)、水泵、礦井提升機(jī)、皮帶機(jī)等機(jī)械調(diào)速節(jié)能、改善生產(chǎn)工藝的迫切需要；為了最大限度的縮短高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)安裝和改造的施工周期，系統(tǒng)采用了一體化設(shè)計的理念，包括變壓器柜、功率柜、控制柜（高壓開關(guān)柜或旁路柜可選）等所有部件及內(nèi)部連線，用戶只須連接高壓輸入、高壓輸出、低壓控制電源和控制信號線即可。在先進(jìn)的生產(chǎn)和管理環(huán)境中，整套系統(tǒng)在出廠前已進(jìn)行整體測試，確保每一臺出廠設(shè)備的質(zhì)量和性能。
        為了適用改造項目的需要和降低新建項目的投入，高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)中的每一個功能部件可以分步進(jìn)行安裝，確保了高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)不會在運(yùn)輸和安裝過程中出現(xiàn)意外，方便的前后維護(hù)方式、靈活多樣的散熱方式、高性能的重要進(jìn)口元器件、先進(jìn)的生產(chǎn)工藝大大的降低了高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)對現(xiàn)場環(huán)境的要求。如圖8所示：
      其主回路如圖（圖中n代表級數(shù) n=8）：

圖8系統(tǒng)原理圖

        HARSVERT系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)采用功率單元串聯(lián)技術(shù)解決器件耐壓問題，多級串聯(lián)PWM信號移相后疊加，減少了輸出側(cè)諧波、降低輸出電壓的dv/dt；通過電流多重化技術(shù)減少對電網(wǎng)反饋的諧波，減小對電網(wǎng)的諧波污染；主控制器采用數(shù)字信號處理器、可編程門陣列（CPLD和FPGA）為核心，配合數(shù)據(jù)采集單元、單元控制器和光纖通信回路以及可編程邏輯控制器（PLC）構(gòu)成控制系統(tǒng)。HARSVERT-VA系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)本體由變壓器柜、功率柜及控制柜組成。如圖9所示：

圖9高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)示意圖

圖10主-從控制結(jié)構(gòu)負(fù)載平衡控制示意圖

         變頻器采用無速度傳感器矢量控制技術(shù)，對電機(jī)轉(zhuǎn)速的精度控制在0.5％以內(nèi)，如果需要電機(jī)需要更高的控制精度，可以采用速度傳感器，控制精度在0.1％以內(nèi)。
         主控高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)和從控高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)均有外部信號連鎖控制和狀態(tài)、報警邏輯信號輸出，主控高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)接收本地或者遠(yuǎn)程的“啟動”、“停機(jī)”和“緊急停機(jī)”指令，以及來自從控高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的“緊急停機(jī)”指令，從控高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)接收來自主控高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的“啟動”和“緊急停機(jī)”指令，同時接收從控高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)本地或者遠(yuǎn)程聯(lián)動的“緊急停機(jī)”指令。
        兩臺高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的PLC邏輯程序中進(jìn)行邏輯互鎖，使得兩臺高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)同時啟動，同時停機(jī)。如圖11所示：
 

圖11主-從一拖一控制反饋信號示意圖