甲醇煤气压缩机电气系统的改造.doc

甲醇煤气压缩机电气系统的改造 本文对甲醇项目的煤气压缩风机启动时间长、变压器过流、低电压报警等电气系统改造进行原因分析通过对煤气压缩风机电气系统的改造，提升了设备性能，解决了由于电机启动电流大、启动时间长、线路故障等，造成风机无法正常启动的问题 徐州华裕煤气焦炉煤气在甲醇投产之前，因煤气储存量太大而采纳放散处理，这样即浪费了资源又污染了环境为提升效益、减少污染，业主要求年产15万吨甲醇项目必须在短期内建成投产在15万吨甲醇项目调试的过程中，焦炉煤气压缩风机电机存在启动时间长、变压器过流、低电压报警等问题，严重影响整个甲醇项目的调试及运行因此，需要对造成设备无法正常运行等原因进行电气系统的改造 系统供电及设备状态分析 徐州华裕煤气供电采纳杆塔外线输送,电压等级为35KV，距离焦化厂有40余公里架空线选用JL/LB20A-120/30型铝包钢芯铝绞线主变压器选用S11-6300/35、额定电压35kV 额定电流103.9A低压侧额定电压10kV，额定电流363.74A馈出部分设备包括一台煤气压缩风机〔容量4500kW、额定电压10kV 额定电流288.8A〕、一台动力变压器〔容量1250kVA，额定电压10kV，额定电流72.17A〕。

2.1.目前焦化厂设备运行状况如下： 变压器额定电流：103.9A 线路电阻：R=ρL/S 煤气压缩机电动机的启动电流一般取额定电流的4—6倍 启动电流I=288.8*6=1732A 1250kVA变压器额定电流72.17A ，实际电流为变压器额定电流的80% 依据变压器特性计算出煤气压塑机启动时，35kV变压器高压侧电流为 依据线路压降公式得出电压降：△ 由此可见线路压降大于GB/T 12325-2008规定 电流速断保护在不同的设备或线路上有不同的整定原则，本线路变压器为T型连接，且变压器高压侧带熔芯保护，装置具备重合闸功能，因此电流速断按躲过变压器低压侧最大短路电流整定煤气压缩机和变压器额定电流288.8+72.17/3.5=103.1A,故 2.2.1.(1)电流速断二次电流定值 Kk—可靠系数 —最大短路电流 Kjx—互感器接线系数 nLh—互感器变比倍数 2.2.1.(2)电流速断一次电流定值 Idz1= Idz1.j* nLh=30.9*20=618A 2.2.1.(3)时限整定 最大短路电流保护范围为变压器，灵敏度符合要求，故其时限为t1=0秒 2.2.1.(4)动作要求 保护调整，速断电流动作时间零秒动作于变压器35KV高压断路器。

过电流保护按躲过最大负荷电流整定，依据35KV变压器额定电流计算是103.9A，而线路互感器额定电流是100A，故最大负荷电流仅能按100A计算，故： 2.2.2.(1)电流定值 2.2.2.(2)过电流一次电流定值 Kk—可靠系数 Kjx—互感器接线系数 I gh—最大负荷电流电流 Kh—继电器返回系数 nLh—互感器变比倍数 2.2.2.(3)时限整定 保护设备为变压器，设定时限与速断保护时限相配合 其时限 t2=t1+△ 2.2.2.(4)动作要求 由以上计算得出甲醇煤气压缩机35KV供电线路运行电压低于GB/T 12325-2008规定，变压器过流保护时间延长影响变压器正常运行或者严重损害变压器造成内部短路，对此无法满足正常启动要求采用线路整改或者提升架空线路电压等级等都不是最好的方法，而且要耗费庞大资金，造成项目工期推迟 解决方法 3.1.首先了解一下变频器是如何降低启动电流、电压 变频器输出的电压和输出的频率成正比关系 频率越高输出电压就越高电动机的磁通与转子内流过电流之间互相作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。

因此，频率与电压要成比例地改变，即在改变频率的同时也控制变频器输出电压，使电动机的磁通坚持一定 电机的转速与频率正比，频率不变，电机的转速不变，那么输出的功率一定，电压降低，电流会上升当频率下降时，电机的转速下降，那么输出功率变小，自然电流会下降，从而不会烧损电机达到降低启动电流的目的 依据高压电机的容量可以知4500KW、10KV、其长期工作电流280A 选用10kv变频器应具备移相变压器二次侧电压1900v，功率单元直流侧电压2700v，每相3个功率单元串联，功率部分需9个功率单元移相变压器共9个副边绕组这样每个功率单元输出的最高电压为1900v，3个功率单元串联就能够输出5700v，正好对应于10kv系统的相电压 合计到电机的功率因数，此种变频器就可以轻松驱动4500kw的电机 变频器的型式我们可以分析一下几种 高压变频器由高- 低- 高;低- 高;高- 高之分： 高- 低- 高方式高压变频器是把高压电源用变压器降压后，用低压变频器进行控制，再用升压变压器把电压升到我们使用的电压，供给高压电机使用一般凹凸高方式都用在小功率的高压电机做变频启动用 低- 高方式高压变频器是用低压变频器控制后，直接用升压变压器把电压升到电机使用电压。

低高方式也是用在小功率高压电机做变频启动用 高- 高方式高压变频器是直接用变频器多个模块串联后，直接使用高压电源，直接输出高压，供高压电机使用高高方式主要用在大功率高压电机做变频启动用 3.3.系统的构成及特点，变频调速系统由工频/变频高压进线柜、隔离变压器、ACS1013-W1-T0高压变频器、高压切换柜、PLC控制箱、电机构成 3.3.1.工频进线高压柜作为变频回路故障状态下保证电机和压缩机运行的后备保证，正常状况下由变频进线柜向变频器供电，变频器进线高压柜必须由变频器控制其分合闸 3.3.2.隔离变压器由国内生产，变压器有2个次级绕组，一个为Y 接法，一个为Δ接法，两绕组同相间有30采纳脉冲隔离变压器的ACS1000变频器已满足了IEEE519－1992中对电压和电流谐波的要求 3.3.3.焦炉气压缩机的正常运行直接影响甲醇生产工艺为了能够满足工艺要求又能解决目前供电系统现有条件存在的困难经过与业主沟通得到了批准，对焦炉压塑机电动机进行了变频改造，保留现有的焦炉气压缩风机电动机和10KV高压开关，在现有的10KV开关柜旁边增加一台高压变频器，焦炉气压缩风机电动机采纳变频控制方式，一次风调节挡板仍保留，一次风控制逻辑在DCS系统内制定编制，增加一次风机变频控制站，实现了手、自动控制及无扰切换等功能。

3.3.4.变频器调试的方法和步骤分析： 3.3.4.(1)变频器的空载通电验 将变频器的接地端子接地 将变频器的电源输入端子经过漏电保护开关接到电源上 检查变频器显示窗出厂显示是否正常,如果不正确,应复位,否则要求退换 熟悉变频器的操作键一般的变频器均有运行(RUN)、停止(STOP)、编程(PROG)、数据P确认(DATAPENTER)、增加(UP、▲)、减少(DOWN、")等6个键 3.3.4.(2)变频器带电机空载运行 设置电机的功率、极数,要综合合计变频器的工作电流 设定变频器的最大输出频率、基频、设置转矩特性 将变频器设置为自带的键盘操作模式,按运行键、停止键,观察电机是否能正常地启动、停止 熟悉变频器运行发生故障时,观察过载保护的设定值,需要时可以修改变频器的使用人员可以按变频器的使用说明书对变频器的电子热继电器功能进行设定 3.3.4.(3)带载试运行 手动操作变频器面板的运行停止键,观察电机运行停止过程及变频器的显示窗,看是否有异常现象 如果启动、停止电机过程中变频器出现过流保护动作,应重新设定加速、减速时间电机在加、减速时的加速度取决于加速转矩。

假设电机转动惯量或电机负载变化,需要依据电机转动惯量和负载合理设定加、减速时间,使变频器的频率变化率能与电机转速变化率相协调 3.3.4.(4)调试中出现的问题及处理在实际调试过程中，调试工作基本很顺利,但由于对甲醇已有冷却水系统了解不够,也曾出现变频器因水温过高而跳闸，后经现场观察分析，发现因循环水采纳冷却水质量有问题，经过清洗处理后恢复正常在选择水冷型变频器时，应事前对冷却水系统做细致的水质分析、了解管路走向和距离 已经投运的煤气压缩机系统，动态响应快，运行稳定，能够完全满足压缩机系统要求在实际正常生产运行过程中，变频器输出功率仅为电机额定功率的60％左右，节电效果非常显著目前已施工、调试结束并正常运行了一年，成功的达到了制定年产10万吨的产量的目标 。