高压变频调速系统在大冶特钢四炼钢电炉除尘风机上的应用
北京利德华福技术有限公司

大冶特钢四炼钢厂设置7#、8#两个炼钢电炉，每个电炉配置除尘风机一台（配套电机功率1600kw），电炉除尘风机需要六种风量来适应电炉炼钢工艺要求，为了提高风机的运行效率，该电炉除尘风机需要进行变频调节，除尘风机高压变频器采用北京利德华福技术有限公司生产的Harsvert系列，并于2003年8月13日调试完毕投入运行。
除尘风机工艺要求
大冶特钢四炼钢厂设置7#和8#两个炼钢电炉，炼钢电炉在正常的冶炼过程中，一个冶炼周期分为如下时间段：①加铁水3分钟，②装料3分钟，③供电21分钟，④供电供氧30分钟，⑤等样5分钟，⑥出钢5分钟，⑦堵眼3分钟，总共大约70分钟，其中①②⑤⑥⑦五个时间段烟尘较少，除尘风机可以低速运行，低速运行时间共19分钟，占总冶炼周期的27%。考虑风机本身的加减速过程，低速运行的时间比重按20%计算。考虑设备检修，年运行时间按300天计算。按冶炼工艺要求，烟尘较大时需要120万立方米/小时的风量，由1600KW风机全速运行，提供风量85万立方米/小时，另配560KW风机全速运行，提供风量35万立方米/小时。烟尘较小时需要80万立方米/小时的风量，560KW风机全速运行，提供风量35万立方米/小时，1600KW风机调速运行，提供风量45万立方米/小时（为额定风量的52.9%）。
A1-A2为加铁水和装料时间（低速）
A3-A4为供电和供电供氧冶炼时间（高速）
A5-A6为等样、出钢、堵眼时间（低速）
A2为炉前生产现场采集的电炉送电和送氧信号开始由低速升速至高速的升速点
A4为炉前生产现场采集的电炉停送电和停送氧信号开始由高速减速至低速的减速点
为适应生产变化电炉除尘风机在低速段暂定需要5种风量来适应电炉炼钢工艺要求。
A到B为低速段的第一低速段（最低速），B到P为低速段第五低速段（最高速），Q到R低速段的第一低速段（最低速）；
B到D为第二个低速段，其中B到C为风机升速时间；
D到F为第三个低速段，其中D到E为风机升速时间；
F到H为第四个低速段，其中F到G为风机升速时间；
H到J为第五个低速段，其中H到I为风机升速时间；
风机升速时可以根据需要跨越任一升速点；
J点风机开始减速。
J到L为第五个低速段转换为第四个低速段，其中J到K为风机减速时间；
L到N为第四个低速段转换为第三个低速段，其中L到M为风机减速时间；
N到P为第三个低速段转换为第二个低速段，其中N到O为风机减速时间；
P到R为第一低速段，其中P到Q为风机减速时间；
Q到R为低速段的第一低速段（最低速）。
大冶特钢四炼钢厂电炉除尘风机采用HARSVERT-A06/220变频器进行调速控制，外加工频旁路开关柜，变频器为直接高-高方式的电压源型，变频器的主要性能指标如下：变频器容量2250KVA，额定输出电流220A，输入频率45Hz到55Hz，额定输入电压6000V，允许电压波动±10%，输入功率因数≥0.96（大于20%负载时），输出频率范围按五级速度，0Hz到50Hz范围内调整（即：调速范围0～100%），变频器效率≥98%（不含输入变压器），输出频率分辨率0.01Hz，无级调速，过载能力120%一分钟，150%立即保护。加速时间可按工艺要求设定，减速时问可按工艺要求设定。

变频器与现场接口表

输入通道			输出通道
DI:0.0	远程启动指令	操作台	DO:0.0	远程启动指令	内部已定义
DI:0.1	远程停机指令	操作台	DO:0.1	远程紧急停机指令	内部已定义
DI:0.2	远程紧急停机指令	操作台	DO:0.2	远程停机指令	内部已定义
DI:0.3	远程/近程 控制选择	内部已定义	DO:0.3	系统复位	内部已定义
DI:0.4	报警解除	内部已定义	DO:0.4	工控机复位	内部已定义
DI:0.5	系统复位	内部已定义	DO:0.5	故障报警	PLC定义
DI:0.6	紧急停机	内部已定义	DO:0.6	故障状态	PLC定义
DI:0.7	控制器就绪	内部已定义	DO:0.7	工频运行指示	操作台
DI:1.0	速度达到给定	内部已定义	DO:1.0	高压合闸允许	电气定义
DI:1.1	故障跳闸	内部已定义	DO:1.1	高压紧急分断	电气定义
DI:1.2	高压就绪	内部已定义	DO:1.2	变频正常运行指示	操作台
DI:1.3	变压器超温报警	内部已定义	DO:1.3	变压器超温报警	PLC定义
DI:1.4	变压器过热跳闸	内部已定义	DO:1.4	变压器过热报警	PLC定义
DI:1.5	柜门连锁报警	内部已定义	DO:1.5	备用	用户可定义
DI:1.6	单元风机故障	内部已定义	DO:1.6	备用	用户可定义
DI:1.7	UPS掉电报警	内部已定义	DO:1.7	备用	用户可定义
DI:2.0	高速	操作台
DI:2.1	低速1	操作台
DI:2.2	低速2	操作台
DI:2.3	低速3	操作台
DI:2.4	低速4	操作台
DI:2.5	低速5	操作台
DI:2.6	备用	用户可定义
DI:2.7	备用	用户可定义

变频器与四炼钢厂PLC控制系统接口：四炼钢厂PLC为西门子S7-300，变频器内置PLC为西门子S7-200，通讯时以四炼钢厂PLC作为主站，变频器PLC作为从站，实现数据通讯；变频器需上传到四炼钢厂PLC的信息包括：故障报警（综合）、高压合闸允许、高压紧急分断、模拟量信号：变频器运行频率、变频器输入电流（4-20mA电流源，带载能力大于500Ω）。
变频器与四炼钢厂现场接口：变频器与四炼钢厂电动机就地操作箱以硬线连接方式实现，四炼钢厂就地操作箱上应包括：按钮类：启动按钮（带指示）、停止按钮（带指示）；指示灯类：变频正常运行指示、工频运行指示；变频器与四炼钢厂炉前操作台以硬线连接方式实现，四炼钢厂炉前操作台上应包括：按钮类：高速按钮（带指示）、低速1（最低速）按钮（带指示）、低速2按钮（带指示）、低速3按钮（带指示）、低速4按钮（带指示）、低速5（最高速）按钮（带指示）；变频器向就地操作箱提供的信号为：状态信号：变频器正常运行、工频运行；就地操作箱向变频器提供的信号为：远控指令：启动、停止；炉前操作台向变频器提供的信号为：工况转速指令：高速指令、低速1指令、低速2指令、低速3指令、低速4指令、低速5指令；变频器与高压开关柜的连锁信号：高压紧急分断。以上开关量均采用无源接点输出，定义为接点闭合时有效，接点容量均为AC220V/3A。
变频器远程/近程控制选择，当变频器远程/近程控制选择开关打到远程位置时，控制权交给电动机就地操作箱，当变频器远程/近程控制选择开关打到近程位置时，控制权交给变频器。

除尘风机运行测试情况
各速度点的变频器运行记录：

速度点	电机转速	变频器频率	输入电流A	输出电流A	运行情况
1	225转/分	15 Hz	6.69	55.22	加铁水、装料、等样、出钢、堵眼 时间段烟尘较少，除尘风机可以低速运行，低速运行时间共19分钟，占总冶炼周期的27%，需要大风机45万立方米/小时的风量。
2	375转/分	25 Hz	20.50	66.91
3	375转/分	25 Hz	20.50	66.91
4	525转/分	35 Hz	32.42	99.09
5	645转/分	43 Hz	94.40	126.90
6	750转/分	50 Hz	178.10	201.60	供电、供电供氧时间段烟尘较多，除尘风机需要高速运行，高速运行时间51分钟，占总周期73%，需要大风机全速运行，提供85万立方米/小时的风量。

电炉除尘风机未上变频以前，在各种工况下的电机工作电流为180A，采用变频调速后在除尘风机低速段平均节电率在47.5%以上。
2003年10月

高压变频调速系统在大冶特钢四炼钢电炉除尘风机上的应用图片