电力系统变频节能改造技术方案

电力系统变频节能改造技术方案电力系统变频节能改造技术方案 六盘水杏丰洗煤场 六盘水杏丰洗煤场 我公司技术人员在贵单位相关人员的大力配合下 对贵单位用电系统进行了一次详细我公司技术人员在贵单位相关人员的大力配合下 对贵单位用电系统进行了一次详细 调查 在此对贵单位给予我们工作的大力支持和配合表示感谢 调查 在此对贵单位给予我们工作的大力支持和配合表示感谢 贵单位用电系统主要设备有 风机 压滤机等 贵单位用电系统主要设备有 风机 压滤机等 根据贵单位技术人员提供的技术参数和我公司人员对用电系统及负荷运行情况的深入根据贵单位技术人员提供的技术参数和我公司人员对用电系统及负荷运行情况的深入 调查和了解 并综合考虑投资收益的合理性后 实施变频节能改造工程 调查和了解 并综合考虑投资收益的合理性后 实施变频节能改造工程 一 工程内容 对风机 压滤机等用电系统进行变频节能改造工程 一 工程内容 对风机 压滤机等用电系统进行变频节能改造工程 二 用电设备运行情况 用电费 二 用电设备运行情况 用电费 0 546 元 电机工作时间 元 电机工作时间 24 小时小时 天天 三 三 改造方案概述 改造方案概述 改造方案的目的改造方案的目的 提高产品质量 降低能耗 改善工作环境 提高产品质量 降低能耗 改善工作环境 改造方案改造方案 本次改造选取了约本次改造选取了约 157kw 的节能效果较明显的负载作为投资项目 的节能效果较明显的负载作为投资项目 进行改造 其中风机和压滤机用进行改造 其中风机和压滤机用 PI7800 的变频器调节 控制电机转速 采用控制的变频器调节 控制电机转速 采用控制 盒直接由操作人员控制转速 盒直接由操作人员控制转速 方案实施方案实施 根据实际情况在每台电机控制柜附近安装变频器及新控制柜 根据根据实际情况在每台电机控制柜附近安装变频器及新控制柜 根据 厂方要求可以将操作盒安装在控制台上 以便工作人员操作 在每组系统前安装厂方要求可以将操作盒安装在控制台上 以便工作人员操作 在每组系统前安装 电表及计时器 以便检测用电量和工作时间 电表及计时器 以便检测用电量和工作时间 四 改造建议 四 改造建议 1 压滤机压滤机 37KW 采用一台采用一台 37KW 普传科技高性能变频器进行节能改造 节电率 普传科技高性能变频器进行节能改造 节电率 15 2 压滤机压滤机 45KW 采用一台采用一台 45KW 普传科技高性能变频器进行节能改造 节电率 普传科技高性能变频器进行节能改造 节电率 15 3 风机风机 75KW 采用一台采用一台 75KW 普传科技高性能变频器进行节能改造 节电率 普传科技高性能变频器进行节能改造 节电率 20 注 节电率以实测为准 注 节电率以实测为准 五 五 可行性分析 生产过程所需的各种物理量 如所需要的风量 都在随生产过程的变化而变化 保持生产过程所需的各种物理量 如所需要的风量 都在随生产过程的变化而变化 保持 一些物理量的恒定 或使一些物理量按生产过程的需要而变化 就成了电控系统的最终目一些物理量的恒定 或使一些物理量按生产过程的需要而变化 就成了电控系统的最终目 标 为了达到这一目标 风机配备的电机功率都是按生产过程最大的需求量而配置的 这标 为了达到这一目标 风机配备的电机功率都是按生产过程最大的需求量而配置的 这 就存在一种匹配的功率与生产过程实际需要的功率不对应的矛盾 当生产过程需要某种物就存在一种匹配的功率与生产过程实际需要的功率不对应的矛盾 当生产过程需要某种物 理量大时 电机的最大配置刚好匹配 而当生产过程需要某种物理量小时 电机的最大配理量大时 电机的最大配置刚好匹配 而当生产过程需要某种物理量小时 电机的最大配 置就是一种浪费 但这种浪费又是不可避免的 随着变频技术和数控技术的高速发展 避置就是一种浪费 但这种浪费又是不可避免的 随着变频技术和数控技术的高速发展 避 免这种浪费已成为可能 即电机的功率随生产现场物理量的变化而变化 改变电机转速使免这种浪费已成为可能 即电机的功率随生产现场物理量的变化而变化 改变电机转速使 其轴输出功率随生产现场物理量的变化而变化 从而达到节能降耗的目的 其轴输出功率随生产现场物理量的变化而变化 从而达到节能降耗的目的 5 15 1 改造项目内容改造项目内容 编编号号 设备设备名称名称电动电动机功率机功率 数量数量备备注注 1 1压滤机压滤机37KW37KW1 1 台台 2 2压滤机压滤机45KW45KW1 1 台台 3 3风机风机75KW75KW1 1 台台 小计小计约约 157KW157KW3 3 台台 5 25 2 电动机的运行特性电动机的运行特性 由电动机本身的特性知 电动机的转速与其工作电压的频率成正比 其轴输出功率由电动机本身的特性知 电动机的转速与其工作电压的频率成正比 其轴输出功率 与频率的关系见下表 与频率的关系见下表 频频率率 F HZ 转转速速 N 轴轴功率功率 P 5050100 100 100 100 454590 90 72 9 72 9 404080 80 51 2 51 2 353570 70 34 3 34 3 303060 60 21 6 21 6 5 35 3 风机的运行特性风机的运行特性 传统的供风方式是通过人工或电动阀门调节挡风板的开启度来调节供风量的 而电机传统的供风方式是通过人工或电动阀门调节挡风板的开启度来调节供风量的 而电机 始终处于额定转速下运转 由电机转速与功率的关系可知 这种运行方式电能浪费严重 始终处于额定转速下运转 由电机转速与功率的关系可知 这种运行方式电能浪费严重 调节精度差 启动电流大 噪声大 变频改造的供风系统是在保留原工频供电系统的基础调节精度差 启动电流大 噪声大 变频改造的供风系统是在保留原工频供电系统的基础 上增加一套变频回路与原电路并联 形成双回路供电系统 即正常情况下上增加一套变频回路与原电路并联 形成双回路供电系统 即正常情况下 由变频回路供电由变频回路供电 一一 旦出现故障时由原工频电路供电旦出现故障时由原工频电路供电 保障生产正常进行 其特点 变频具有软启动功能 无大保障生产正常进行 其特点 变频具有软启动功能 无大 电流冲击 可延长电机的使用寿命 变频通过采集关键信号 可实现自动调节风机的转速 电流冲击 可延长电机的使用寿命 变频通过采集关键信号 可实现自动调节风机的转速 而不需人工调节挡风板的开启度 实现按不同的生产过程准确提供供风量 既节省能量又而不需人工调节挡风板的开启度 实现按不同的生产过程准确提供供风量 既节省能量又 可减轻操作者的劳动强度 可减轻操作者的劳动强度 六 节能分析与实例六 节能分析与实例 通过流体力学的基本定律可知 风机 泵类设备均属平方转矩负载 通过流体力学的基本定律可知 风机 泵类设备均属平方转矩负载 其转速其转速 n 与流量与流量 Q 压力 压力 H 以及轴功率以及轴功率 P 具有如下关系 具有如下关系 Q n H n2 P n3 即流量与转速成正比 压力与转速的平方成正比 轴功 即流量与转速成正比 压力与转速的平方成正比 轴功 率与转速的立方成正比 率与转速的立方成正比 以一台水泵为例 它的出口压头为以一台水泵为例 它的出口压头为 H0 出口压头即泵入口和管路出口的静压力差 出口压头即泵入口和管路出口的静压力差 额定转速为额定转速为 n0 阀门全开时的管阻特性为阀门全开时的管阻特性为 r0 额定工况下与之对应的压力为额定工况下与之对应的压力为 H1 出口流量为出口流量为 Q1 在现场控制中 通常采用水泵定速运行 出口阀门控制流量 当流量从在现场控制中 通常采用水泵定速运行 出口阀门控制流量 当流量从 Q1 减小减小 50 至至 Q2 时 阀门开度减小使管网阻力特性由时 阀门开度减小使管网阻力特性由 r0 变为变为 r1 系统工作点沿方向由原来的 系统工作点沿方向由原来的 A 点移至点移至 B 点 受其节流作用压力点 受其节流作用压力 H1 变为变为 H2 水泵轴功率实际值 水泵轴功率实际值 kW 可由公式 可由公式 P Q H c b 103得出 其中 得出 其中 P Q H c b 分别表示功率 流量 分别表示功率 流量 压力 水泵效率 传动装置效率 直接传动为压力 水泵效率 传动装置效率 直接传动为 1 假设总效率 假设总效率 c b 为 为 1 则水泵由 则水泵由 A 点移至点移至 B 点工作时 电机节省的功耗为点工作时 电机节省的功耗为 AQ1OH1 和和 BQ2OH2 的面积差 的面积差 如果采用调速手段改变水泵的转速如果采用调速手段改变水泵的转速 n 当流量从 当流量从 Q1 减小减小 50 至至 Q2 时 那么管网阻时 那么管网阻 力特性为同一曲线力特性为同一曲线 r0 系统工作点将沿方向 系统工作点将沿方向 II 由原来的由原来的 A 点移至点移至 C 点 水泵的运行也更趋点 水泵的运行也更趋 合理 在阀门全开 只有管网阻力的情况下 系统满足现场的流量要求 能耗势必降低 合理 在阀门全开 只有管网阻力的情况下 系统满足现场的流量要求 能耗势必降低 此时 电机节省的功耗为此时 电机节省的功耗为 AQ1OH1 和和 CQ2OH3 的面积差 的面积差 比较采用阀门开度调节和水泵转速控制 显然使用水泵转速控制更为有效合理 具有比较采用阀门开度调节和水泵转速控制 显然使用水泵转速控制更为有效合理 具有 显著的节能效果 显著的节能效果 另外 从图中还可以看出 阀门调节时将使系统压力另外 从图中还可以看出 阀门调节时将使系统压力 H 升高 这将对管路和阀门的密升高 这将对管路和阀门的密 封性能形成威胁和破坏 而转速调节时 系统压力封性能形成威胁和破坏 而转速调节时 系统压力 H 将随泵转速将随泵转速 n 的降低而降低 因此不的降低而降低 因此不 会对系统产生不良影响 会对系统产生不良影响 从上面的比较不难得出 当现场对水泵流量的需求从从上面的比较不难得出 当现场对水泵流量的需求从 100 100 降至降至 50 50 时 采用转速调时 采用转速调 节将比原来的阀门调节节省节将比原来的阀门调节节省 BCH3H2BCH3H2 所对应的功率大小 节能率在所对应的功率大小 节能率在 75 75 以上 以上 电机转速与节能率的关系表电机转速与节能率的关系表 频频率率 f Hz 转转速速 N 风风量量 Q 风压风压 H 轴轴功率功率 P 节电节电率率 50100 100 100 100 0 00 4590 90 81 72 9 29 10 4080 80 64 51 2 48 80 3570 70 49 34 3 65 70 3060 60 36 21 6 78 40 与此相类似的 如果采用变频调速技术改变泵类 风机类设备转速来控制现场压力 温与此相类似的 如果采用变频调速技术改变泵类 风机类设备转速来控制现场压力 温 度 水位等其它过程控制参量 同样可以依据系统控制特性绘制出关系曲线得出上述的比度 水位等其它过程控制参量 同样可以依据系统控制特性绘制出关系曲线得出上述的比 较结果 采用变频调速技术改变电机转速的方法 要比采用阀门 挡板调节更为节能经济 较结果 采用变频调速技术改变电机转速的方法 要比采用阀门 挡板调节更为节能经济 设备运行工况也将得到明显改善 设备运行工况也将得到明显改善 七 特点 采用交流变频器对风机 泵等进行节能改造具有结构简单 改造方便 节能效果明显 采用交流变频器对风机 泵等进行节能改造具有结构简单 改造方便 节能效果明显 使用变频器后 电机可软起软停 减少设备机械冲击 延长设备使用寿命 降低设备的维使用变频器后 电机可软起软停 减少设备机械冲击 延长设备使用寿命 降低设备的维 修费用 修费用 变频调速技术先进 成熟 提高了设备的技术含量提高电网的功率因数 减少或变频调速技术先进 成熟 提高了设备的技术含量提高电网的功率因数 减少或 避免供电部门惩罚性电费 同时可减轻企业电网的供电压力 间接提高企业电网的供电能避免供电部门惩罚性电费 同时可减轻企业电网的供电压力 间接提高企业电网的供电能 力 电动机的起动为软起动 避免冲击电流 使用电设备机械冲击大大减小 延长设备的力 电动机的起动为软起动 避免冲击电流 使用电设备机械冲击大大减小 延长设备的 使用寿命 可提高生产设备的稳定性 间接提升产品的质量 使用寿命 可提高生产设备的稳定性 间接提升产品的质量 深圳市普传科技有限公司深圳市普传科技有限公司 附件 附件 深圳市普传科技有限公司简介深圳市普传科技有限公司简介 1 公司 公司简简介介 大连普传科技股份有限公司于大连普传科技股份有限公司于 20012001 年年 1 1 月成立 月成立 注册资金及实收资本注册资金及实收资本 20002000 万元 注万元 注 册地为大连市高新技术园区 为国家级高新技术企业 是具有电机设计制造基础的变频器专册地为大连市高新技术园区 为国家级高新技术企业 是具有电机设计制造基础的变频器专 业制造商 公司现形成以变频器为主的节能产品的产业化规模 标准化设计 具有系列化生业制造商 公司现形成以变频器为主的节能产品的产业化规模 标准化设计 具有系列化生 产能力 主导产品为控制与传动及电气自动化产品 变频器 电机环保节能器 混合动力汽产能力 主导产品为控制与传动及电气自动化产品 变频器 电机环保节能器 混合动力汽 车用电机及控制系统 伺服电机及驱动器 自动化控制系统等等 产品远销欧美及东南亚国车用电机及控制系统 伺服电机及驱动器 自动化控制系统等等 产品远销欧美及东南亚国 家 家 PI7000PI7000 系列高性能变频器获系列高性能变频器获 20062006 年国家年国家 火炬计划火炬计划 项目 通过国家权威机构检验和项目 通过国家权威机构检验和 省级科技成果鉴定 公司承担国家省级科技成果鉴定 公司承担国家 十一十一 五五 863 863 计划计划 节能与新能源汽车节能与新能源汽车 重大项目之重大项目之 混合动力汽车用电机驱动系统关键技术研究混合动力汽车用电机驱动系统关键技术研究 课题 课题 公司在深圳设分公司 通过设立江苏 山东 河南 广州等办事机构 建立了辐射全公司在深圳设分公司 通过设立江苏 山东 河南 广州等办事机构 建立了辐射全 国的研发 生产 物流及服务网络 国的研发 生产 物流及服务网络 节能 高效 环保 经济 实用的普传科技系列产品 广泛应用于电子 机械 石化 节能 高效 环保 经济 实用的普传科技系列产品 广泛应用于电子 机械 石化 冶金 矿山 造纸 纺织 建材 交通等工业领域和高科技领域及中央空调 高楼给水 冶金 矿山 造纸 纺织 建材 交通等工业领域和高科技领域及中央空调 高楼给水 广场音乐喷泉等民用项目广场音乐喷泉等民用项目 达到改善工艺 提高产品质量和提高效率的目的达到改善工艺 提高产品质量和提高效率的目的 应用在风机水应用在风机水 泵类负载实现节能泵类负载实现节能 30 30 以上以上 替代进口替代进口 具有巨大的社会意义和经济效益 公司研发的产品具有巨大的社会意义和经济效益 公司研发的产品 在交通 潜艇 舰船 车辆如混合动力汽车 等专业领域也得到很好应用 公司生产的机在交通 潜艇 舰船 车辆如混合动力汽车 等专业领域也得到很好应用 公司生产的机 床功能部件应用在数控机床等设备在振兴东北老工业基地先进装备制造业中发挥出应有作床功能部件应用在数控机床等设备在振兴东北老工业基地先进装备制造业中发挥出应有作 用 用 十一五十一五 国家国家863计计划划 节节能与新能源汽能与新能源汽车车 重大重大项项目目课题课题承担承担单单位 位 国家国家 火炬火炬计计划划 项项目目单单位位 中国中国电电器工器工业协业协会会变频变频器分会首届副理事器分会首届副理事长单长单位位 2007年年为为大大连连市市 大大连电连电气气传动传动工程研究中心工程研究中心 2008年年获辽获辽宁省宁省电电气气传动传动工程技工程技术术研研 究中心究中心 2008年大年大连连市高新园区市高新园区 最佳自主最佳自主创创新企新企业业 2007年大年大连连 节节能成能成长长型 型 创创新成新成长长型企型企业业 最佳自主最佳自主创创新企新企业业 连续连续2年年获获中国中国电电工技工技术术学会 慧学会 慧聪聪网网 中国中国变频变频器十大品牌器十大品牌 变频变频器世界器世界 电电气气时时代代 用用户满户满意十大品牌意十大品牌 2 普 普传传科技科技变频变频节能节能技技术产术产品特点品特点 2 12 1 变频器变频器 的主要功能即为节能和自动控制 自主开发的的主要功能即为节能和自动控制 自主开发的PI7000PI7000系列高性能变频器系列高性能变频器 通过国家发配电及电控设备质量监督检验中心 国家轿通过国家发配电及电控设备质量监督检验中心 国家轿 车质量监督检验中心的检验和获得辽宁省级科技成果鉴车质量监督检验中心的检验和获得辽宁省级科技成果鉴 定 定 产品设计符合国家标准产品设计符合国家标准 GB T12668 2 2002 调调 速电气传动系统速电气传动系统 中中 低压交流变频电气传动系统额定低压交流变频电气传动系统额定 值的规定值的规定 及及 GB12668 3 2004 产品的电磁兼容性产品的电磁兼容性 标准及其特定的实验方法标准及其特定的实验方法 PI7000 7800 7600 除具有通用低压变频器的基本除具有通用低压变频器的基本 功能外 和国内同行业比较 具备下列创新性和先进性功能外 和国内同行业比较 具备下列创新性和先进性 采用采用 32 位专用位专用 DSP 数字信号处理器 为核心的控制单元 实现高速高性能控制 数字信号处理器 为核心的控制单元 实现高速高性能控制 集集 V F 控制 控制 V F PG 控制 矢量控制 控制 矢量控制 PG 三种控制功能于一体 三种空间电压三种控制功能于一体 三种空间电压 矢量波形产生方式的变频器矢量波形产生方式的变频器 具有死区补偿功能 实现低频率大输出转矩 自动转差补偿 具有死区补偿功能 实现低频率大输出转矩 自动转差补偿 十种频率设定方式 模拟端子可以接受十种频率设定方式 模拟端子可以接受 0 10V 0 20mA 之内的自定义范围信号 之内的自定义范围信号 六路可编程输出控制端子 六路可编程输出控制端子 内置内置 PID 功能 可实现高性能闭环速度控制功能 可实现高性能闭环速度控制 PID 调节的直流电流制动 调节的直流电流制动 转速追踪启动与断电再恢复运行功能 转速追踪启动与断电再恢复运行功能 强大的通讯功能 支持标准的强大的通讯功能 支持标准的 Rs485 与与 Can Bus 同时提供远控键盘功能 同时提供远控键盘功能 界面有好 人性化显示菜单 中文液晶界面有好 人性化显示菜单 中文液晶 LCD 显示 配以显示 配以 LED 显示 同时显示显示 同时显示 3 个个 状态参数 状态参数 特有的逆变模块 特有的逆变模块 IGBT 温升监控功能 风扇调节可控 适时降低电机噪音和温 温升监控功能 风扇调节可控 适时降低电机噪音和温 升 升 高效的故障查询与记录功能 方便排除故障 参数保护功能 高效的故障查询与记录功能 方便排除故障 参数保护功能 独特的设计 使变频器对电源的污染降到最低 独特的设计 使变频器对电源的污染降到最低 2 22 2 基于基于 电机系统工程电机系统工程 电机运行特点开发的设计制造的新一代高品质 多功能电机运行特点开发的设计制造的新一代高品质 多功能 电机控制 环保 节能产品 电机控制 环保 节能产品 PS7000PS7000系列电机环保节能器通过检验和科技成果鉴定 该产系列电机环保节能器通过检验和科技成果鉴定 该产 品应用先进的空间电压矢量品应用先进的空间电压矢量PWMPWM控制技术 矢量控制技术 采用高性能的功率模块和先进的控制技术 矢量控制技术 采用高性能的功率模块和先进的 节能器制造工艺 具有创新性和先进性 本产品不同于以往的电机节能器 具有电机无级节能器制造工艺 具有创新性和先进性 本产品不同于以往的电机节能器 具有电机无级 调速满足工艺和节能的双重效果及对低速 重载的设备控制 调速满足工艺和节能的双重效果及对低速 重载的设备控制 专专家家评语评语 该产该产品技品技术术先先进进 性能指性能指标标达到国内达到国内领领先水平 先水平 节节能及能及环环保效果明保效果明显显 综综合合节电节电率可达率可达30 经济经济效益效益显显著 著 该项该项目目获获2008年国家年