PDF《利德华福10MW级高压变频器 在合成氨装置主机系统中的应用...》

4 系统方案 该系统主要包括:10kV电压等级18MW合成 气压缩机1台、11MW氨气压缩机1台、11.5MW二 氧化碳压缩机1台.其容量均在10MW级,属超大 功率旋转负载. 高压电机选用两极异步电动机驱动,采用 1:3.12增速齿轮箱与与压缩机负载连接.选用电压 源型单元串联多电平结构变频器,网侧功率因数大 于0.

95、网侧谐波污染小于3%、适用于普通异步 电动机;

而无需增设无功补偿或选用同步电动机. 压缩机系统采用变频驱动后,压缩机组可实现 软起动、软停车功能,并且能够承受系统喘振时产 生的电气瞬时过载冲击负荷,而不会保护误动. 采用变频启动时的电流加速曲线如图1所示. 另外,变频器可以按照合成氨装置生产所需的压 缩机升速曲线实现,调节压缩机转速;

其启动过 程的加速特性如图2所示. 三台压缩机组的装机功率40.5MW,电网累计 容量需求5.0625MVA.电气配电系统中11MW、 11.5MW 采用II段母线供电,18MW及备用变频器 (18MW)采用III段母线供电.每段母线网侧变压 器容量均为6.3MVA可同时为两段母线负载供电;

确保单段电源丢失时,单段母线保证生产连续. 方案采用全容量高压变频备用的一拖一变频切 换系统方案,其原理如图3所示.其中,QF表示高 压开关、TF表示变频器、ML表示母联开关、GN表 示隔离开关柜、M表示电动机.QFx2和QFx3之间 存在电气与逻辑双重互锁关系,防止变频器输出侧 发生短路等严重事故(x,表示设备编号). 厂变由两路110kV电网接入10kV高压301变电 站,提供II、III两段母线变压器供电.当单段电网 供电或变压器故障时,厂区可通过ML-GN依赖另 外一段电源供电变压器承担生产100%用电负荷;

而无需停产. 三台压缩机的电动机驱动系统,由301变电站 II、III段母线分别引至313变电所.其中,备用变 频器下挂于III段母线,QF41提供10kV驱动电源. 备用变频器可在三台电动机任意一台工作变 频电气系统故障时,驱动压缩机调速运行. 正常情况下,每台压缩机均有一台主变频器 TF通过QF2连接至电动机,实现压缩机的电气驱 动.系统并可根据合成氨装置的生产需求调节压 缩机转速改变气量,达到满足生产的目的. 以合成气压缩机为例:压缩机主变频驱动 时,首先检查备用变频器输出侧QF13与电动机处 于断开状态,然后闭合工作变频器TF1输出侧开关 QF12与电动机M1连接.送电启动步序:①QF13 处于分断状态;

②操作QF12合闸;

③变频器允许 图1 压缩机启动过程电流加速特性曲线 图2 压缩机启动加速特性曲线 高压变频器

83 高压合闸;

④操作QF15合闸;

⑤启动条件满足、 变频器待机正常;

⑥启动变频器TF1运行;

⑦合成 气压缩机电动机启动完毕. 当合成气压缩机主电气系统故障或需要检修 时,压缩机可利用备用变频TF4提供不间断变频驱 动运行.备用变频启动步序:①操作QF12分闸状 态;

②操作QF13的合闸,备用变频器TF4自动选 择适配电动机启动保护参数组;

③操作确认电动 机对应的工位有效,TF4具备高压合闸允许条件, 允许QF45合闸;

④操作QF45合闸;

⑤压缩机具备 变频器启动运行条件、变频器待机正常;

⑥启动 备用变频器驱动压缩机组运行;

⑦电动机M1变频 运行恢复完毕. 备用变频器TF4自动确认电动机匹配,选择 与之对应的控制功能和对应的压缩机控制工艺参 数;