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一， 石化煉油項目中鼓風(fēng)機的作用

在石化煉油工藝過(guò)程中，相關(guān)設備在運行時(shí)需要有一定壓力和溫度的空氣來(lái)作必要的工藝處理，要達到此條件就必須使用風(fēng)機進(jìn)行壓縮，所以鼓風(fēng)機系統是石化煉油生產(chǎn)環(huán)節中的重要設備組成部分，而拖動(dòng)鼓風(fēng)機的電動(dòng)機功率一般都比較大，也是石化行業(yè)中主要的用電負荷之一。

石化煉油廠(chǎng)外觀(guān)圖

鼓風(fēng)機電氣控制系統及相關(guān)設備介紹

高壓開(kāi)關(guān)柜和高壓變頻軟起動(dòng)器組成高壓電動(dòng)機控制系統，負責電動(dòng)機的起動(dòng)、運行和保護控制。然后電動(dòng)機拖動(dòng)鼓風(fēng)機進(jìn)行空氣壓縮，為煉油工藝中提供必要壓縮氣體。其具體工作流程是：10KV高壓電源通過(guò)高壓電纜從變電站引到高壓開(kāi)關(guān)柜，經(jīng)切換柜與高壓變頻軟起動(dòng)器后到高壓電動(dòng)機，用來(lái)控制電動(dòng)機及鼓風(fēng)機的正常起動(dòng)和安全運行。鼓風(fēng)機的作用是將濾清的空氣進(jìn)行壓縮并送入儲氣罐，然后按工藝要求送煉油設備現場(chǎng)。

二， 項目中鼓風(fēng)機及高壓配電系統的主要參數

此項目在河北省某石化煉油工程現場(chǎng)，鼓風(fēng)機采用陜鼓軸流鼓風(fēng)機，其轉速為5700轉/分，配套電動(dòng)機主要參數為9000KW，電壓等級10KV，額定電流623A，堵轉電流4.51倍，電動(dòng)機轉速1490轉/分，經(jīng)變速箱升速后驅動(dòng)軸流鼓風(fēng)機。該系統高壓配電主要電網(wǎng)參數為110KV變電站提供一條10KV高壓專(zhuān)線(xiàn)，其短路容量為60MVA，整個(gè)項目用電負荷電力公司按16500KW給定，從變電站到項目所在地還有5公里的架空線(xiàn)纜，在用電高峰時(shí)其電網(wǎng)壓降較大。針對此供電條件及用電負荷進(jìn)行仿真計算，得到其結果后分析，采用一般的降壓軟起動(dòng)器來(lái)起動(dòng)此電動(dòng)機時(shí)(起動(dòng)電流小有2.5Ie以上)，其電網(wǎng)壓降可能會(huì )超過(guò)25%以上同時(shí)還會(huì )因過(guò)流造成電網(wǎng)跳閘，對系統中其它設備的安全運行會(huì )有很大影響。而采用高壓變頻軟起動(dòng)器方案來(lái)起動(dòng)此電動(dòng)機(起動(dòng)電流在額定電流以下)，它可以滿(mǎn)足以上電網(wǎng)條件，同時(shí)電網(wǎng)壓降也很小。

三， 鼓風(fēng)機系統在起動(dòng)過(guò)程中對電網(wǎng)系統影響的分析

由于鼓風(fēng)機系統在其整個(gè)項目中占用功率較大，特別是在起動(dòng)過(guò)程中采用一般降壓軟起動(dòng)裝置來(lái)起動(dòng)此電動(dòng)機時(shí)，其起動(dòng)電流對電網(wǎng)的沖擊是很大的，若起動(dòng)電流參數設置不當還會(huì )導致開(kāi)關(guān)柜過(guò)流跳閘以及電網(wǎng)壓降過(guò)大影響其它設備正常運行等問(wèn)題。在本案中所提供的電網(wǎng)短路容量小及線(xiàn)路過(guò)長(cháng)的原因，此電動(dòng)機是不可能直接起動(dòng)的，就是采用一般降壓軟起動(dòng)也會(huì )電網(wǎng)壓降過(guò)大或起動(dòng)過(guò)流等原因而影響鼓風(fēng)機系統及電網(wǎng)中其它設備的正常工作。具體歸類(lèi)分析如下：

1，因鼓風(fēng)機配套電動(dòng)機功率較大，占整個(gè)線(xiàn)路容量的60%以上，若采用一般的軟起動(dòng)器其起動(dòng)電流達1500A以上，超過(guò)整個(gè)電網(wǎng)給定的電流極限值，電網(wǎng)壓降可能達25%以上，對主變壓器、高壓線(xiàn)路、控制開(kāi)關(guān)柜、本機系統的影響是很大的。特別是本線(xiàn)路電網(wǎng)中其它設備因生產(chǎn)工藝的需要，在電機未起動(dòng)前要提前開(kāi)起來(lái)，但是過(guò)大的起動(dòng)電流會(huì )導致電網(wǎng)壓降很大甚至因過(guò)流而跳閘，會(huì )造成這些設備因低電壓和跳閘停機，給整個(gè)設備系統的安全使用帶來(lái)很多很大隱患。

2，由于此電網(wǎng)的特殊供電原因(短路容量小、線(xiàn)路長(cháng))，要解決容量小電網(wǎng)壓降過(guò)大的問(wèn)題，只有起動(dòng)電流小的軟起設備，而采用高壓變頻軟起動(dòng)器是能滿(mǎn)足以上要求的，它能確保電動(dòng)機在起動(dòng)時(shí)其起動(dòng)電流小于500A(小于額定電流)以下，電網(wǎng)壓降只有2%左右，對整個(gè)項目電器設備系統沒(méi)有任何影響和沖擊。

3，采用高壓變頻軟起動(dòng)器后也可減少設備的投資和運行費用，可在原有的基礎上不用另外增加其它設備和投資就可以很好解決電動(dòng)機的起動(dòng)與其它設備的用電問(wèn)題，也不需要變電站放大容量增加運行成本和費用。

四， 高壓變頻軟起動(dòng)器在此工程方案中的具體應用情況

1，高壓變頻軟起動(dòng)器的選型說(shuō)明

根據該項目工程的需要，經(jīng)過(guò)雙方多次溝通與技術(shù)交流，按電動(dòng)機9000KW功率，電壓等級10KV的參數情況，選用大禹電氣GBRQ-10000-10/10-B，電壓等級為10KV的高壓變頻軟起動(dòng)器是可以滿(mǎn)足起動(dòng)要求的。因鼓風(fēng)機為一般負載，加之電動(dòng)機堵轉電流為4.5不是很大，所以變頻軟起的主要器件采用一般標配容量和配置即可滿(mǎn)足現場(chǎng)起動(dòng)要求，完全能達到較好的起動(dòng)效果。同時(shí)特別說(shuō)明高壓變頻軟起動(dòng)器與高壓變頻器在控制原理上是一樣的，但它的主要器件選型是不一樣的。

2，高壓變頻軟起動(dòng)器此工程方案中的起動(dòng)情況

設備達到現場(chǎng)經(jīng)過(guò)緊張的安裝和調試后，高壓變頻軟起動(dòng)器的實(shí)際起動(dòng)參數為，起動(dòng)電流460A，起動(dòng)時(shí)間190秒，電網(wǎng)壓降只有1.5%左右，電動(dòng)機起動(dòng)完成切換轉至運行狀態(tài)時(shí)電網(wǎng)電壓電流無(wú)任何波動(dòng)和沖擊，完全達到技術(shù)設計要求。

五， 項目工程高壓變頻軟起動(dòng)器控制方案說(shuō)明

1，系統控制方案圖及工作過(guò)程

根據用戶(hù)電機參數和電網(wǎng)配置要求，該項目方案采用10000KW,電壓等級10KV的高壓變頻軟起動(dòng)器，一次方案如下圖。該系統的工作過(guò)程為：當高壓開(kāi)關(guān)柜和高壓變頻軟起動(dòng)器準備完好通低壓電源自動(dòng)檢測正常后，高壓變頻軟起動(dòng)器送一個(gè)允許合閘信號給開(kāi)關(guān)柜。在高壓開(kāi)關(guān)柜QF1合閘后，切換開(kāi)關(guān)QF3及QF4先后自動(dòng)合閘，起動(dòng)高壓變頻軟起動(dòng)器，輸出一個(gè)電壓頻率和幅值可以變化的工作電壓，電動(dòng)機開(kāi)始緩慢轉動(dòng)起來(lái)，通過(guò)逐步提速后高壓變頻軟起動(dòng)器輸出的電壓接近工頻時(shí)，延時(shí)2秒后QF3及QF4同時(shí)自動(dòng)分閘，運行開(kāi)關(guān)QF2合閘電動(dòng)機轉入工頻運行，高壓變頻軟起動(dòng)器自動(dòng)退出起動(dòng)。

高壓變頻軟起動(dòng)器一次方案圖

2，系統方案中主要設備及配置情況介紹

①起動(dòng)運行開(kāi)關(guān)柜：它采用KYN28柜型，負責高壓變頻軟起動(dòng)器的起動(dòng)和運行保護開(kāi)關(guān)。

②切換中控柜：它由兩大部分組成，柜前裝有變頻軟起中控部分及顯示屏按鈕等。柜后由QF3QF4串由變頻軟起組成起動(dòng)回路，QF2為旁路工頻運行開(kāi)關(guān)。

③移相變壓器柜：高壓變頻軟起柜內裝有移相變壓器，柜頂裝有冷卻風(fēng)機。

④功率模塊單元柜：高壓變頻軟起柜內裝有多組功率模塊單元，以每相為單位運行串接，然后輸出三相電源到電動(dòng)機，柜頂裝有冷卻風(fēng)機。