2020-06-23 12:14

推動全國采礦業的解決方案

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雷神電氣在工業自動化、控制和起動系統業務方面的結合和自豪的傳統之上。雷神電氣專門從事金屬、石油和天然氣、材料處理、公用事業、水泥、采礦、造紙和其他工業市場。雷神電氣公司設計、開發和工程師先進的自動化和變頻起動系統。

全國的工廠

雷神電氣為全國工廠提供高質量的先進系統和產品，同時作為全國解決方案合作伙伴，為客戶的增長做出貢獻。

客戶服務

在雷神電氣，我們專注于客戶，致力于提供卓越的產品和優質的服務，為客戶提供每一個項目、每一次的成功。

礦業中的變頻調速

從礦山到成品的每一步，都使用變頻起動器（VFD）平穩地啟動大型電機，并根據機器或工藝的要求不斷調整速度。起動挖掘機、輸送機、磨機、風扇和泵的感應和同步電機使用VFD提供高功率和速度控制，并產生顯著的相關能源和維護節約。
•大型牽引鏟和鏟子需要起動裝置，以控制扭矩和速度向運行機器的所有電機提供高功率。
•長運輸機需要啟動和運行起動裝置，特別是提供受控的啟動扭矩，以避免皮帶打滑，以及調整速度以滿足加工需要的能力。
•SZ系列起動器和雷神電氣電機也非常適合礦井提升機應用。
•起動器在軟啟動大型磨機電機中很有用。通過消除勵磁涌流，延長了電動機的壽命。啟動時的低電流也通過降低電壓驟降而有利于電力輸送系統。

為什么使用電動變頻起動器？

以下是在采礦業中使用VFD的一些原因

可靠性提高                                                      
變頻電機起動系統比傳統的機械方法更可靠，例如使用節流閥、齒輪或渦輪來控制速度和流量。因為電動起動器沒有活動部件，所以它們提供非常高的可靠性。
對土方機械的良好控制                                              
具有提升、擺動和拖動等機械功能的大型機械的響應速度和位置控制需要強大的變頻起動器。長輸送機還需要由VFD提供精確的扭矩和速度控制。
軟啟動一臺或多臺軋機電機，提高功率因數                   
當電機起動軟啟動大電機時，啟動涌流與相關的加熱和熱應力被消除。這消除了對電機啟動頻率的限制，減少了絕緣損壞，延長了電機壽命。通過同步邏輯，一個起動器可以軟啟動多個電機。最后，大型變頻起動器可以提高系統的整體功率因數。
顯著減少維護                                         
礦山設備要求高系統可用性。電動變頻調速系統無運動部件，維護費用低。這與轉速控制裝置（如泵、閥門、齒輪和渦輪機）形成鮮明對比，后者確實需要大量的定期維護和相關的停機時間。

為什么雷神電氣起動器有意義

工程專業知識                                                       
雷神電氣起動和電機應用工程師為您的應用帶來平均25年的實際行業經驗。在分析了您的系統需求后，他們可以推薦極經濟有效的解決方案，并為您設計完整的起動器系統。
選擇雷神電氣，全國供應商                                         
雷神電氣在全國范圍內制造、銷售和服務起動系統，由全國的工程和服務辦事處提供支持。
完整的起動器系列                                                     
我們的高低壓起動器系列可滿足您的所有需求，從380千瓦到40000千瓦及以上，寬輸出電壓范圍高達11千伏，直流起動器和電機發電機控制線可滿足您的要求。
配置軟件                                                              
世界級的軟件配置工具可用于所有雷神電氣起動器。實時框圖和調整向導簡化了調試和維護活動。

應用程序1-磨機系統

磨坊對礦物加工作業至關重要。隨著低質量礦體的開采，礦石質量的下降需要磨機回路中更多的功率，這意味著需要更大的電機和起動器。同步、鼠籠式感應和繞線轉子電機可能是一個好的選擇，這取決于個別項目的需要。變頻起動器（VFD）可與電機配對，以增加效益。
對于感應電動機，變頻起動器將補償電動機運行時產生的低功率因數。雷神電氣的中高壓起動系列在很寬的速度范圍內工作在單位功率因數附近。多脈沖前端也消除了對諧波含量的擔憂，性能優于IEEE 519的要求?，F代再生起動器，如雷神電氣的SZ系列中高壓壓起動器，能夠在運行電機的同時，向電力系統提供引導變電所，以抵消其他感應負載引起的滯后功率因數。這種起動使變速操作和領先的功率因數受益于同步電動機成為可能。
使用雷神電氣滑轉功率恢復起動（SZYQ3）的繞線轉子電機可以進行速度控制。SZYQ3起動器不通過液體變阻器或電阻組浪費功率，而是將該功率返回線路。SZYQ3起動器還支持超級同步操作。另一個額外的好處是內置冗余，在發生起動器故障的可能性不大的情況下實現了固定速度操作。這些好處都是在增加的過程控制之上，變速操作允許。

變速傳動與同步電動機的優點

功率因數校正。通過提供領先的變電所，再生起動可以幫助糾正電廠功率因數低的問題。這種補償可以消除對昂貴電容補償柜組的需要。
速度控制以提高過程效率。隨著礦體的變化，變速磨機將使操作人員能夠根據變化的條件進行調整，以MAX限度地提高效率
在弱電系統上平穩啟動。變頻調速系統可以消除電壓驟降和其他與起動大型電動機有關的電能質量問題。VFD還可在困難的起動條件下立即提供全扭矩。
雙小齒輪系統的電機協調和負載分擔。大型雙小齒輪軋機需要兩個起動電機之間的協調運行，以MAX限度地延長齒輪和軋機的使用壽命。
雷神電氣的應用工程師經驗小組將幫助您設計較佳系統，幫助您評估任何電機和起動系統的成本和效益，并根據您特定的站點需求進行定制。

案例1（續）-多路起動啟動和控制三臺大型軋機電機

一路多電機變頻起動

共享起動器啟動系統具有成本效益

三臺磨煤機均由相同額定值的同步電動機起動。一個起動器可以按任何所需順序啟動三個電機中的任何一個，如上圖中的藍線所示。一旦同步電機啟動，起動裝置將電機與電源同步，以便直接在線路上運行。
一旦第一臺磨機電機啟動并旁路至生產線，起動器就可用于啟動第二臺磨機。重復相同的過程，使傳動裝置可用于啟動第三臺磨機。
所有三臺磨機都可以直接橫穿生產線運行，或者如果需要，一臺可以保持與起動器的連接以進行變頻操作。由于共享，該系統將客戶的資金成本降到極低。

同步傳輸

起動器負責實際的相位和電壓匹配，以便將電機最終傳輸到公用設施運行。這種轉變是協調在幾毫秒內消除破壞性扭矩或失去電機同步。

軟起動

起動器始終將電機起動電流保持在滿負載安培以下。在沒有起動器的情況下跨線起動電機，起動涌流是全電流的6倍。使用該起動器，可顯著降低電機應力，延長電機壽命。

應用2-磨煤機滑差功率恢復起動系統

礦石加工廠每年可加工470萬噸礦石。變頻起動應用是由兩個5000千瓦繞線轉子感應電動機（SZYQ3）起動的雙小齒輪半自磨機。兩個SZYQ3通過恢復轉子電流并將電源返回至公用電源來控制電機轉速。在雙電機配置中，電機在連軋機中分擔負荷。
客戶需要
可靠性、電力依賴性和物流是該項目面臨的挑戰。對礦井偏遠位置的有限訪問要求在其運行中恢復電力和提高可靠性。
磨機設計挑戰
電機：2臺5000kw繞線轉子感應電機
•雙電機應用
•一臺電機提供速度控制，一臺提供扭矩控制
•電機分擔連軋機的負荷
起動器挑戰：起動器必須：
•持續服務可靠
•節能和低維護
起動方案：每臺電機SZYQ3起動
•兩個690伏交流SZYQ3系列，帶1800個幀轉換器和逆變器
•起動功率水平僅為750千瓦
控制挑戰：系統要求：
•速度范圍85%-110%額定速度
•電機變速運行
控制方案：1800幀系列可編程邏輯控制器
電源挑戰：電源解決方案：滑動電源恢復。
• SZYQ3滑動功率恢復起動器
•持續恢復約770千瓦
 

滑差功率恢復起動的優點

非?？煽康南到y。標準低壓起動硬件，在性能和可靠性方面有著良好的記錄。
•高可靠性適用于遠程位置
•減少維護和停機時間
•固有故障容限 SZYQ3起動器故障不會妨礙電機運行
能源效率
•SZYQ3起動器提供高的整體系統效率，從而節省能源和降低運營成本
•可以利用轉換器中的額外容量執行額外的無功補償
新起動技術
•現代起動控制提供最新的起動通信、操作精度和診斷
•標準雷神電氣高低壓起動硬件用作繞線轉子電機起動
•SZYQ3起動器硬件不需要對滑動功率恢復起動器應用程序進行修改
繞線轉子電機節能的精確控制
•磨機電機軟啟動
•起動器直接控制電機轉矩（轉子電流）；電機無需增加滑動（減速）來增加轉矩，比液體變阻器控制提供更快的控制響應
•滑差功率恢復并反饋給電力系統，節約能源

案例2（續）-磨煤機滑差功率恢復起動系統

半自動球磨機操作員屏幕（HMI)

所示的半自磨機操作員控制屏幕顯示了兩個繞線轉子電機M1和M2。右邊的液體變阻器起動器在起動前接通，當電機達到SZYQ3調節速度時斷開。
通過滑差功率恢復起動器從轉子流向左側恢復滑差功率，并通過變壓器向電源輸出滑差功率。
如果觀察到轉矩和馬力限制，則電機轉速可能高達同步轉速的110%。
采用滑差功率回收的電力節約是相當可觀的。下一頁顯示了一個計算示例。

SZYQ3操作

SZYQ3從轉子中取電以降低電機轉速。在減速時，功率流通過SZYQ3從轉子流出，進入變壓器并返回電源，而不是在變阻器中消散。
SZYQ3提供高效率的VFD配置，因為只有一小部分電機功率通過起動器，在這種情況下，5000千瓦電機功率中只有750千瓦。在啟動過程中，變阻器與轉子相連，SZYQ3斷開。一旦達到MIN速度，SZYQ3起動器連接，變阻器斷開。然后，電機速度由SZYQ3控制。

計算的回收能源節約

繞線式異步電動機控制系統的比較
 
SZYQ3起動器的節能計算如下所示。注意，滑動功率隨滑動速度（同步速度減去實際電機速度）而變化。
SZYQ3起動的節能計算
能量效率                                                                                 基本方程
上述滑轉功率回收箱部件的能量效率，估計如下：         基本能量流動方程為：                        
•SZYQ3起動效率=0.97                                                    •P1=電機功率-恢復功率
•變壓器效率=0.99                                                                  =P2-P5，其中
•電機效率=0.95                                                                •P2=P3+電機損耗+轉子功率
•轉子打滑功率（估計值），P4：                                          =P3/（電機效率）+P4
滿負荷x滑差百分比=373千瓦                                           •P5=P4x起動效率x變壓器效率
操作條件                                                      功率流                           帶變阻器的繞線轉子電動機                       帶滑動功率恢復起動器的WRM
全速磨機負荷，軸功率                                    -                                    3730千瓦（5000馬力）                            3730千瓦（5000馬力）
90%轉速下的磨機負荷，軸功率kW                p3                                  357 kW（假設線性）                                       3357 kW
滑環功率流（est.）                                        P4                                  373千瓦（至變阻器）                              373千瓦（至SZYQ3起動）
電機功率流（95）效率                                   P2                                  3906 kW                                                           3906 kW
變壓器后滑差功率恢復                                   P5                                   0 kW                                                                   358kW
公用電源功率流                                              P1                                   3906 kW                                                            3548 kW
公用電使用功率差                                                                                   358kw

案例3-用輸送機運輸礦石-嚴格的速度和扭矩控制

一列運送礦石到加工廠的火車已經過時，而且不可靠。雷神電氣的解決方案是用傳送帶代替火車運輸礦石。
系統要求：
•電機功率高達2250 hp，啟動扭矩高
•速度范圍廣
電機解決方案：2.3千伏感應電機，由用戶提供單獨的冷卻空氣系統。
起動器挑戰：
起動器必須：
•持續服務可靠
•能源效率
•低維護
起動解決方案：雷神電氣交流起動，2300伏運行，帶3電平逆變器和18個脈沖整流器。
控制挑戰：
系統要求：
•用于皮帶張力控制的精確扭矩
•頭尾張力協調
•任何電機的變速操作。
控制解決方案：一個創新的扭矩編程系列控制器。
電力挑戰：系統需要長時間的供電，并且需要避免電容在高次諧波下產生共振。
電力解決方案：
電力系統采用：
•3電平逆變器，符合IEEE519標準，18脈沖轉換器
•消除19次諧波時電纜共振的高頻濾波器

中高壓變頻調速系統

雷神電氣應用工程師考慮從中壓開關柜到調速起動器和電機的系統，確定和選擇所需設備以獲得較佳的起動解決方案。典型的中高壓變頻調速系統如下所示。
設備計量、監測、保護和控制儀表選用：
-安培傳感器和電流表
-瓦特和瓦特傳感器
-相電流互感器和相過電流繼電器
-接地傳感器CT和繼電器
-電能質量監測儀
可選起動相關設備的選擇
-熱交換器（如需要）
-空調設備房（如需要）
-開關設備，如果電機與線路同步
-邏輯控制用PLC
-與LCI一起使用的反應堆
電動機的選擇
-感應同步繞線轉子或直流電動機
-電機規格，包括功率、扭矩、電壓、電流和速度
-同步電動機勵磁機的選擇
-所需電機保護裝置
-可選轉速表
-可選扭轉分析
中高壓開關柜的選擇應考慮：
-類型，如真空或SF6
-電流和電壓的大小
-操作斷路器的CT、PT和保護繼電器
-室外或室內的外殼
-環境，如溫度和濕度
起動隔離變壓器（輸入和輸出）的選擇應考慮：
-類型，如干燥或液體填充
-kVA和電壓的尺寸
-冷卻（如果需要）
-室外或室內的外殼
-環境，如溫度和濕度
為應用選擇最佳調速起動器：
-連續和過載扭矩和功率要求
-負載類型，包括恒定或可變扭矩，再生
-起動和電機電壓
-電力系統兼容性
-ASD與電機組合的整體效率
-諧波分析

本文編輯：雷神電氣