石鳳杰

摘要：文章主要介紹了AC800交流變頻器在煤炭港口帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用方案，同時(shí)該設(shè)備的使用對(duì)提高港口裝船效率和節(jié)能等方面有明顯效果。

關(guān)鍵詞：ACS800變頻器；帶式輸送機(jī)；曹妃甸煤炭碼頭

中圖分類(lèi)號(hào)：TD632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2012）04-0061-02

一、工程概述

本工程在曹妃甸港區(qū)新建5個(gè)專(zhuān)業(yè)化煤炭裝船外運(yùn)泊位，泊位噸級(jí)和數(shù)量分別為：5萬(wàn)DWT泊位1個(gè)、7萬(wàn)DWT泊位2個(gè)、10萬(wàn)DWT泊位2個(gè)。碼頭的設(shè)計(jì)年運(yùn)量為5000萬(wàn)噸。

本工程取裝流程共15條皮帶機(jī)，全部采用ACS800變頻器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。皮帶機(jī)驅(qū)動(dòng)單元配置為雙驅(qū)或四驅(qū)，共采用34套變頻器。

二、變頻系統(tǒng)配置及要求

（一）系統(tǒng)配置

變頻調(diào)速系統(tǒng)包括10kV開(kāi)關(guān)柜、三繞組變頻變壓器、690V變頻器以及連接線(xiàn)纜。本系統(tǒng)采用三種型號(hào)變頻器，分別為：ACS800-07-0610-7、ACS800-07-1060-7和ACS800-07-1160-7。

（二）系統(tǒng)配置要求

1．變壓器要求。變頻器輸入側(cè)為一臺(tái)三繞組變壓器，聯(lián)結(jié)組別為Dy11d0，次級(jí)繞組的Y接法和?接法能夠產(chǎn)生30°的相角差，可以將六脈波變頻器中的五、七

次等主要諧波進(jìn)行消除或減小，降低高次諧波的干擾。

變壓器容量：

ACS800-07-0610-7 配用：1250kVa；

ACS800-07-1060-7 配用：1600kVa

ACS800-07-1160-7 配用：2000kVa

電壓等級(jí)：10kv±10% / 2*0.69kV；

連接組別要求：Dy11d0；

絕緣水平要求：AC35/AC5；

接地屏要求：變壓器一二次之間加接地屏防電磁干擾；

短路阻抗：6%；

過(guò)載能力：200%不小于10秒；

過(guò)激磁能力：不小于110%；

變比偏差：兩副邊繞組在額定負(fù)載下輸出的電壓偏差≤1%UN；

阻抗偏差：兩副邊繞組的短路阻抗壓降偏差≤3%；

絕緣等級(jí)：H級(jí)（干式）。

2．變頻電機(jī)要求。

冷卻方式：風(fēng)冷；

絕緣等級(jí)：F級(jí)；

溫升等級(jí)：B級(jí)；

軸承：非驅(qū)動(dòng)端絕緣軸承；

工作制：S1；

電機(jī)軸機(jī)械強(qiáng)度：能承受不小于2倍轉(zhuǎn)矩；

電機(jī)轉(zhuǎn)子：采用銅轉(zhuǎn)子可適應(yīng)頻繁的轉(zhuǎn)矩過(guò)載。

3．功率電纜及電纜距離。

功率電纜選型：要求采用耐壓等級(jí)不低于1000V的電纜，電纜載流量選擇可根據(jù)實(shí)際負(fù)荷情況選擇；本工程電纜耐壓等級(jí)為1.8/3kV.

變頻器到電機(jī)的距離：

ACS800-07-0610-7型號(hào)變頻器的允許最大電纜距離為300米。

ACS800-07-1060-7和ACS800-07-1160-7型號(hào)變頻器允許最大電纜連接距離為500米。

三、變頻驅(qū)動(dòng)裝置的控制應(yīng)用描述

（一）主從控制

本系統(tǒng)取裝線(xiàn)皮帶機(jī)均為多電機(jī)驅(qū)動(dòng)，對(duì)于同一條皮帶機(jī)的多臺(tái)電機(jī)，采用主從驅(qū)動(dòng)控制方式，設(shè)置其中一臺(tái)變頻為主機(jī)，其余變頻為從機(jī)，外部控制信號(hào)只與主機(jī)連接，主機(jī)通過(guò)一個(gè)光纖通訊模塊（RDCO-02C）控制從機(jī)。主機(jī)是典型的速度控制，從機(jī)跟隨主機(jī)的轉(zhuǎn)矩或速度給定，從而實(shí)現(xiàn)主從同步，進(jìn)而保證負(fù)載的均勻分配。

（二）主從機(jī)故障連鎖接線(xiàn)

為保證從機(jī)出現(xiàn)任何故障主機(jī)都會(huì)停止運(yùn)行的可靠性，單獨(dú)使用一根電纜將從機(jī)故障信息傳送給主機(jī)。通過(guò)參數(shù)30.18 COMM FAULT FUNC和參數(shù)30.19 MAIN REF DS T-OUT可以監(jiān)控主/從連接。其中參數(shù)30.18定義了當(dāng)檢測(cè)到主/從連接故障時(shí)，對(duì)故障采取的處理（NO/FAULT/WARNING）。參數(shù)30.19用于設(shè)置從監(jiān)測(cè)故障到故障處理（參數(shù)30.18）所用的時(shí)間。

（三）與PLC控制系統(tǒng)連接線(xiàn)

根據(jù)工藝要求，皮帶機(jī)設(shè)有就地操作和遠(yuǎn)程操作兩種方式。皮帶機(jī)設(shè)機(jī)側(cè)操作箱，通過(guò)操作箱上選擇開(kāi)關(guān)選擇就地操作和遠(yuǎn)程操作。機(jī)側(cè)操作箱上設(shè)置速度選擇開(kāi)關(guān)，在就地操作時(shí)，可選擇全速、半速、驗(yàn)帶速度（0.1倍全速）運(yùn)行，速度給定通過(guò)RDCU-02（主控板）DI3和DI4端子實(shí)現(xiàn)；在遠(yuǎn)程操作時(shí)，通過(guò)通訊方式接收外部系統(tǒng)PLC發(fā)出的速度給定，變頻器DI給定信號(hào)權(quán)限高于通訊方式。通訊給定與DI給定控制通過(guò)RDCU-02C（主控板）上的DI5端子實(shí)現(xiàn)切換。

（四）與控制系統(tǒng)通訊

ACS800變頻器可根據(jù)需要配置各種通訊適配器，通過(guò)選擇不同的適配器，變頻器可以與多家產(chǎn)品的上位系統(tǒng)或PLC通訊。本工程PLC選用美國(guó)AB公司L63系列產(chǎn)品，變頻器相應(yīng)選擇了DEVICENET通訊適配器，型號(hào)為RDNA-01。通過(guò)通訊方式，中控室上位畫(huà)面上可以實(shí)時(shí)看到電機(jī)的電壓、電流、轉(zhuǎn)速、功率等參數(shù)。

ACS800變頻器通過(guò)將參數(shù)98.02設(shè)置為FIELDBUS來(lái)啟動(dòng)，激活模塊設(shè)置參數(shù)組51；98.07將定義進(jìn)行通訊的協(xié)議，通常為ABB DRIVES。在參數(shù)組51中的參數(shù)設(shè)置完成之后，必須檢查傳動(dòng)單元的控制參數(shù)組設(shè)置，必要時(shí)做出相應(yīng)調(diào)整。

四、散熱問(wèn)題

ACS800變頻器運(yùn)行的工作環(huán)境是-15℃～+50℃之間。變頻器散熱問(wèn)題如果處理不好，會(huì)影響到變頻器的使用，甚至造成變頻器的損壞。本工程選用大型工業(yè)級(jí)空調(diào)作為變頻器室散熱的重要手段。

變頻器投入運(yùn)行后，還要求現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員進(jìn)行定期保養(yǎng)維護(hù),這樣才能使變頻器的散熱系統(tǒng)正常工作，使變頻器的工作環(huán)境在允許范圍之內(nèi)，進(jìn)而保證變頻器安全可靠的運(yùn)行。

五、內(nèi)部元件更換

本工程選用的ACS800-07-0610-7、ACS800-07-1060-7、ACS800-07-1160-7三種型號(hào)變頻器，其中ACS800-07-0610-7為單模塊結(jié)構(gòu)的變頻器，ACS800-07-1060-7、ACS800-07-1160-7為整流模塊與逆變模塊分體且模塊均為可抽出式的手車(chē)結(jié)構(gòu)。

1．ACS800-07-0610-7采用整流-逆變一體化結(jié)構(gòu)的模塊結(jié)構(gòu)，為方便維修和模塊更換本項(xiàng)目配置了ACS800-07-0610-7內(nèi)置模塊的專(zhuān)用小車(chē)，維修人員可通過(guò)拆除模塊底部與母排連接的固定螺栓后，該模塊是安裝在一個(gè)滑軌上，維修人員可直接將模塊拖出，將模塊安放在專(zhuān)用小車(chē)上（小車(chē)高度可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)節(jié)），維修人員可通過(guò)小車(chē)來(lái)轉(zhuǎn)運(yùn)和維修該功率模塊，如下圖所示：

2．ACS800-07-1060-7、ACS800-07-1160-7采用抽出式結(jié)構(gòu)的變頻裝置，都是手車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因此對(duì)于同型號(hào)變頻器的整流和逆變的功率模塊的手車(chē)可以直接互換，模塊互換后無(wú)需調(diào)整任何參數(shù)，設(shè)備重新上電后即可投入運(yùn)行。

六、結(jié)語(yǔ)

根據(jù)變頻特性，取裝線(xiàn)輸送機(jī)可以靈活地重啟重停，因此，裝船機(jī)移艙作業(yè)時(shí)可增加流程重起重停模式，不必考慮電機(jī)起動(dòng)時(shí)間間隔的問(wèn)題，減少輸送機(jī)空載運(yùn)行時(shí)間，提高裝船效率，同時(shí)還起到了節(jié)能的效果，得到了用戶(hù)的認(rèn)可，變頻器在港口帶式輸送機(jī)系統(tǒng)中將會(huì)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

（責(zé)任編輯：趙秀娟）