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变频器的节能原理及其使用技巧

导读: 利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始,最大值也不超过额定电流,减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求,延长了设备和阀门的使用寿命。节省了设备的维护费用。

      变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上。为了保证生产的可靠性,各种生产机械在设计配用动力驱动时,都留有一定的富余量。当电机不能在满负荷下运行时,除达到动力驱动要求外,多余的力矩增加了有功功率的消耗,造成电能的浪费。 
 
      随着计算机技术和电力电子技术的发展,低压变频器的应用也得到了快速发展。这几年低压变频器在采油厂采油生产各类工艺技术中得到了广泛应用。采用变频器调速可以提高机械的控制精度、生产效率和产品质量,降低能耗,在孤东采油厂许多生产工艺中取得了显著的节能效果。

    一、变频器的节能原理

    1、变频节能

    变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上。为了保证生产的可靠性,各种生产机械在设计配用动力驱动时,都留有一定的富余量。当电机不能在满负荷下运行时,除达到动力驱动要求外,多余的力矩增加了有功功率的消耗,造成电能的浪费。风机、泵类等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量,其输入功率大,且大量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中。当使用变频调速时,如果流量要求减小,通过降低泵或风机的转速即可满足要求。

    由流体力学可知,P(功率)=Q(流量)×H(压力),流量Q与转速N的一次方成正比,压力H与转速N的平方成正比,功率P与转速N的立方成正比,如果水泵的效率一定,当要求调节流量下降时,转速N可成比例的下降,而此时轴输出功率P成立方关系下降。即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。所队当所要求的流量Q减少时,可调节变频器输出频率使电动机转速n按比例降低。这时,电动机的功率P将按三次方关系大幅度地降低,比调节挡板、阀门节能40%一50%,从而达到节电的目的。

    例如:一台离心泵电机功率为55千瓦,当转速下降到原转速的4/5时,其耗电量为28.16千瓦,省电48.8%,当转速下降到原转速的l/2时,其耗电量为6.875千瓦,省电87.5%。

    2、功率因数补偿节能

    无功功率不但增加线损和设备的发热,更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低,大量的无功电能消耗在线路当中,设备使用效率低下,浪费严重,使用变频调速装置后,由于变频器内部滤波电容的作用,从而减少了无功损耗,增加了电网的有功功率。

    3、软启动节能

    电机硬启动对电网造成严重的冲击,而且还会对电网容量要求过高,启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大,对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后,利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始,最大值也不超过额定电流,减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求,延长了设备和阀门的使用寿命。节省了设备的维护费用。

    二、采油厂变频器在用情况

    目前孤东采油厂在用各种变频器达到480余台,其中三采中心270余台,采油一矿45台,采油二矿13台,采油三矿22台,采油四矿43台,新滩试采矿57台,集输大队27台。

主要有美国的ABB、罗宾康,日本的富士、安川、三肯、东芝和日立,德国的西门子。目前国产变频在控制技术和功能上,已取得了显著的进步和成就,所以近两年来油厂国产变频器的数量正逐步提高,主要有春日、森兰和烟台惠丰等品牌。

    三、目前主要存在问题

    孤东采油厂技术质量监督站自2005年开展了变频器维修工作,先后组织了现场维修150台次,总功率达到5800千瓦。从维修情况来看,变频器发生故障或损坏的特征,一般可分为两类:一种是在运行中频繁出现的自动停机现象,并伴随着一定的故障显示代码,其处理措施可根据随机说明书上提供的指导方法,进行处理和解决。这类故障一般是由于变频器运行参数设定不合适,或外部工况、条件不满足变频器使用要求所产生的一种保护动作现象;另一类是由于使用环境恶劣,高温、导电粉尘引起的短路、潮湿引起的绝缘降低或击穿等突发故障(严重时,会出现打火、爆炸等异常现象)。具体表现为:

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责任编辑:lime
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