工控自动化应用方案：svp2型变负载进相器在钢管厂穿孔机,钢厂轧钢机上的应用-k8体育

　　1 、引言

　　穿孔机是我国各钢管生产企业的主要生产设备.无缝钢管是将圆形钢胚经过炼炉加温然后用穿孔机进行穿孔,拉伸,一般分为一穿和二穿两道工序,一根钢管生产中需要进行两次穿孔.

　　轧钢厂的主要负载为炼炉和轧机.轧机占了主要部分,因轧机有粗轧与细轧之分,成品钢的形成需要经过多个轧机轧钢厂的轧机多使用大功率绕线电机来完成拖动.

　　穿孔机都由大功率绕线电机来完成拖动,正常的工作状态下,穿完一根钢管到进行下一次穿孔时间间隔较长,这样导致电机负载变化较大,轻载较多,功率因数非常低,轻载时只有0.3,重载时最高0.75,无功损耗非常高,每月的无功罚款数目不菲,使生产成本大幅增高,而采用传统补偿方式效果都不理想.

　　轧钢厂在轧钢的过程中,负载变化较大,轧机轧钢时电机有严重超载的现象,电机的温升较高.无功损耗较高,功率因数低下,供电部门对无功的考核使得无功罚款居高不下,解决无功补偿成了轧钢厂的重要事项.但由于轧钢厂中频炉的使用,使得钢厂的谐波污染严重,且负载的变化频繁使得传统的补偿方式无法正常使用,无功补偿陷入困境.

　　如采用传统的电容补偿方式,在轻载时会产生过补,电容向电网回馈电能,而重载时电容又向电网吸收电能,这样使得电网的安全运行受到严重影响.且因谐波的影响,电容无法正常工作.而采用普通静止式进相器会出现补偿不够,过补,轻载时不能正常使用等情况.使用效果一直不佳.这样使得各钢管及钢材生产企业一直在着力寻找理想的补偿方式.

　　国内外科研机构及相关电气企业一直将变负载工况的无功补偿做为攻关难题,但收效甚微.

　　我公司根据多年来对无功补偿的研究及应用,组织科研人员历时两年开发出名为wvp的专用于变负载场所的变负载进相器解决了变负载工况下的无功补偿难题.

　　它能够自动踪负载的变化,并,根据负载的变化情况自动调节相关参数,使得进相器在轻载和重载均达到最佳的补偿效果.它能够将电机率因数提高到0.95以上,电机电流下降15%~30%.降低了电机温升.

　　2 、svp2型智能型变负载专用变负载进相器

　　2.1 svp2型智能型变负载专用变负载进相器的工作原理

    svp2系列变负载进相器是串接在电机转子回路中的.当电机运行进相时进相器通过转子电流传感器采集到的转子电流信号及工频电压提供的同步信号经过单片机的处理,适时发出触发指令经过触发板的放大,控制由12只晶闸管组成的交—交变频装置,将工频电源变为和转子电流同频率,并且相位超前的电势叠加到电机转子回路中.

　　当电机在某一负载下运行时,其转子电流为i2e,定子电流为i1e,向量图如下所示.

　　图中:

　　u:电压向量 i1:定子电流向量 i2:转子电流向量

　　im:激磁电流向量 i1e:定子电流额定向量 i2e:转子电流额定向量

　　φ1:电机额定功率因数角 φ2:补偿后功率因数角

　　从电机学我们知道,激磁电流im由关系式im=i1e-i2e,从向量图可得出im.当变负载进相器的电势叠加在转子回路后,转子电流的相位变为图中的i2.由于负载不变,激磁电流im不变.此时的定子电流i1由关系式i1=im i2从向量图可得出i1,如图所示.从图中可以看出i1的功率因数角和幅值都比i1e小,说明电机的功率因数有所提高,定子电流有所下降.

　　变负载进相器就是这样改变转子电流与转子电压的相位关系,通过磁场进而改变电机定子电流与定子电压的相位关系,减小功率因数角,最终使电机本身的功率因数得以提高,定子电流得以下降,达到对电机补偿的目的.

　　当负载发生改变时,微处理器实时检测电机定子电流的变化,并根据负载的变化,动态调整附加在转子上的电势幅值,以使电机的功率因数始终保持在期望值上.

　　2.2 svp2型变负载进相器主要性能指标如下:

　　1. 功率因数从0.90～0.99连续可调(也可超前),能自动将电机功率因数补偿到期望值,且保持稳定.

　　2. 动态补偿精度达±2%.

　　3. 降低电机定子电流15～25%,降低线损,铜损20%～40%.

　　4. 电机无功功率降低80%以上.

　　5. 对不同负载变化的响应时间≤100ms.

　　6. 使电机的温升降低10～20度.

　　7. 用户界面友好,操作方便.

　　8. 完备的保护功能;定子电流振荡保护;补偿装置输出失流保护;变压器超温保护;外部故障输入保护.对每种保护均有相应的故障代码显示输出,方便用户判断处理.

　　9. 结构设计紧凑,占地面积小.安装,调试及日常维护方便

　　svp2型变负载进相器除了具有普通进相器的功能外,它还能够自动检测出电机负载的变化,根据负载的变化情况调整相关参数,使补偿效果达到最佳状态.

　　3 svp2型变负载进相器应用实例

　　现已多家钢管厂和轧钢厂选用了svp2型变负载进相器根据使用的情况得出的结果为效果非常理想.以下是两个钢管厂和一个轧钢厂的应用实例.

　　3.1 包头某钢铁有限公司

　　该厂共使用1台svp2型进相器

　　       进相器型号:svp2- 1000g,电机功率:1250kw,额定电压:10kv 定子额定电流:94a,转子额定电流:855a,负载为二次穿孔机.

　　在有钢管穿过时没有进相情况下定子电流110a,功率因数0.8,进相后定子电流电流70a,功率因数0.98.在没有穿钢时,没进相情况下定子电流35a,功率因数0.25,进相后定子电流20a,功率因数0.98.功率因数在进相后在波动的负载变化状态均达到0.98.

　　       svp2在各种负载变化之间切换自如,没有出现超前或补偿不足的现象.用户使用这两台一个月后由原无功罚款近万元,到现在投入后由罚变为奖劢.效果让用户非常满意.

　　3.2 山西运城某管业有限公司

　　该厂共使用2台svp2型变负载进相器

　　1,进相器型号:svp2-1000gc

　　电机功率:900kw, 额定电压:10kv 额定电流:65.5a 转子电压:906v

　　转子电流:600a 功率因数:0.84 所带负载为6#二次穿孔机

　　在未使用进相器时,空载电流30a,功率因数0.28,重载电流65~90a变化,功率因数0.75.使用进相器后,在空载状态定子电流由30a,降到10a,功率因数0.99,重载时定子电流40a~65a,功率因数0.99.

　　2,进相器型号:svp2-1200gc

　　电机功率:1250kw,额定电压:10kv,额定电流:89.3,转子电压:1058v

　　转子电流:703a 所带负载为6#一次穿孔机.

　　没有进相时,在空载状态下定子电流40a,功率因数0.25,重载时电流80~110a,功率因数0.75,进相后,在空载状态下电流到20a,功率因数0.95,在重载状态下电流50~80a,功率因数0.98.

　　svp2型变负载进相器在各种负载情况下均能达到理想效果,且随着负载的变化,进相器能自动识别并跟踪,使补偿达到最佳状态.

　　4 小结

　　到目前,svp2型变负载进相器已在多家钢管及钢材生产企业得到成功应用.使用效果显著,解决了当前变负载工况下无功补偿的难题,使得相关生产企业生产成本大幅降低,受到这些企业一致的好评.填补了变负载工况下无功功率补偿技术的空白.