浅谈3kV高压变频器应用环境及可行性

李明 王亚洲

摘要：国内许多煤矿机电设备不仅浪费大量电能，而且还采用了反向调速方式，缩短了机电设备的使用寿命。3kv高压变频器在相关方面的应用，不仅可以极大地优化设备的性能，而且可以提高煤矿产量，降低能耗。本文就3kv高压变频器的相关可以运用的环境进行了系统分析。

关键词：3kv;高压变频器;应用环境

近年来，电力电子技术和计算机控制技术飞速发展，并且出现了一些新设备来改善原始系统中的缺陷。我们通常称之为高压变频器，其输入电源电压通常高于3kV，这是一种大功率变频器。就目前的国内市场而言，电压范围为3kV至10kV，并且也有高-低-高，低-高和高-高这几种类型。对于传统的高压变频器，主要包括晶闸管整流器，硅变频器等结构，存在很多弊端，产生的谐波会影响电网和电动机的正常使用。

1  3kV变频器的应用

1.1  3kV高壓变频器的应用安全性分析

3kv高压变频器是基于变频器的调整原理。诸如启动时的低频，低速和低电流以及在运行期间相对稳定的优点实现了“软启动”的目标。该目标的实现有效地防止了在先前的工频启动过程中大电流转矩对电机，电缆和开关的影响，从而在某种程度上有效地延长了设备的使用寿命。高压变频器受产品使用环境，运行参数设置和运行条件等因素的影响，在使用过程中经常会引起一些错误，这些错误降低了变频器的使用效率，并进一步影响了操作安全性。例如，在将高压变频器被应用于钢厂的过程中，会发生数次跳闸，从而导致轧机以高速度折断钢带并堆放钢，从而迫使酸洗厂停工。这不仅对公司的安全生产产生负面影响，而且对公司的经济也有很大的影响。

1.2 用于改善环境的建筑空间的限制

首先是建筑空间的限制，高压变频器对空间的位置有限制。为了减少高压变频器的基础设施投资，提高转换效率，优化高压变频器的工作环境，一般3kV变频器和其他高压变频器采用转换方式，由于相关篇幅的限制，以后再进行附加工程是很难操作的。其次，由于技术接口的不对称性，现有的3kV变频器中存在许多备用技术。随着技术的不断发展，与当前的技术接口存在一定的不兼容，这阻碍了3kV变频器工作环境的改善。

1.3 各种环境因素导致高压变频器事故

中国国家电网的建设非常完整。许多高能耗企业必须单独使用高压变频器，其中3kV高压变频器主要用于沿海钢厂。工作环境恶劣，无法保证变频器处于正常运转的状态。 3kV变频器的应用环境是恒定的，沿海钢厂使用的3kV变频器，它的应用环境是沿海地区昼夜温差大，粉尘多，腐蚀性强，湿度高，盐分高，对于钢厂3kV变频器来说处于极其恶劣的环境下。影响设备的工作稳定。据有关调查显示，重工业企业由于变频器事故而停电，经济损失继续加剧，严重影响企业的正常生产。我国对高压变频器的特殊环境应用和现场应用环境进行了大量的研究，目前的运行环境是需要解决的重要问题。

1.4 高压变频器对运行环境适应状态

使高压变频器适应运行环境，高压变频器在运行期间会消耗能量，该能量会通过热量散发。应用环境的差异会对能量损失产生一定的影响。通常会发生3-4%的热损失。3kV变频器大多是水冷式变频器。由于部件产生静电，变频器周围空气中的灰尘和氧化铁粉会吸附在变频器表面上，从而使变频器环境恶化。当前，导致3kV变频器运行不稳定的原因主要是由于工作环境的变化导致电路板的电阻和电容减小，并且母线之间的绝缘性降低，从而引起火灾。由于变压器工作环境的多样性，变频器的生产和制造很普遍。它与特殊的工作环境无关，在严重的情况下可能会导致故障。

2 高压变频器应用环境

2.1 采煤机中高压变频器的应用

将高电压变频器应用于采煤机。高电压变频器通常用于采煤机中，在进行煤矿开采时，通常会受到特殊操作技术和煤矿开采条件的限制，这常常影响煤矿开采的正常发展。这就要求煤矿公司在短期内妥善处理煤矿场址与环境状况之间的关系，以确保稳定高效的运行。短期内安装高压变频器将提供理想的操作结果。在可操作性方面，短期比长期更简单，更灵活。这促进了变频器的升级和优化，实现了变频器的采矿优势的扩展，并显着增加了煤矿开采量。另外，在短期内安装高压变频器可以解决能源浪费的问题。例如，为了避免在操作过程中偶然出现脉石，采煤机经常使用功率大于其实际操作功率的电动机，为了实现操作，经常将负荷增加40%至50%，因此许多采煤作业浪费了。通过对能量高压变频器进行剪切优化，即改变高压变频器的结构和功能，实现了电机的节能效果。

2.2 高压变频器在矿井提升机上的应用

矿井提升机的主要功能是加强地下与地面之间的连接，因此矿井提升机的灵敏度更高。但是，如果缺乏定期维护或更换，只在煤矿现场长期使用，会大大降低设备的灵敏度。另外，在使用提升机时，必须进行速度调节以避免发生安全事故。

考虑到这一点，可以将高压变频器安装在矿井提升机上，并且可以结合变频器的调速技术来优化和改造提升机控制系统，从而有效地控制提升机的运行速度。调整速度时，可以调整发动机速度或启动发动机以满足矿井提升机的负载要求。结合变频器的有效控制，提升机在运行过程中特别稳定，安全，平稳，制动操作和信号处理特别快，极大地提高了整机的性能和灵敏度。另外，传统的煤矿提升机的速度控制方法是采用绕制电动机串联电阻的方法。使用时，转子电路的串联电阻会浪费能量和资源。高压变频器的重要特征是节省能源。结构和功能的转变可以大大提高提升机的节能效果，避免浪费电力资源。

2.3 高压变频器在煤矿通风机上的应用

通风机作为煤矿开采中的重要机电设备，对采矿环境的安全至关重要。在煤矿现场，重要的是要确保通风机全天候处于不间断的通风状态。然而，在煤矿公司的实际采矿环境中，难以确保在所有天气条件下的顺畅通风操作。为了节省生产成本，某些煤矿仅在采矿过程中打开通风机，而在采矿条件结束时关闭通风机。

这样对矿井的通风条件造成不利影响，难以达到理想的通风效果，从而威胁到煤矿工人的生命安全和开采安全，不利于煤矿生产的顺利发展。作为煤矿企业，生产成本管理是一个非常重要的方面，为实现这一目标，煤矿企业不仅可以降低通风设备的能耗，还可以通过在通风设备中安装高压变频器来降低通风设备的影响。电网的侵犯大大延长了机电设备的使用寿命，在通风机上安装高压变频器可以消除煤矿安全隐患，大大提高了煤矿安全系数。

3 可行性应用分析

基于3kV变频器模块化结构的成功开发提高了系统的适应性。随着模块化变频器的出现，我们解决了使用变频器损坏后难以修复的问题。当前，高压变频器通常是单独运输的，在现场放置之后进行设备组装和布线调试。这与通过多个独立部门进行生产，实施和过程控制期间的设备组装测试以及通过质量检查部门进行的最终检查和交付过程控制不一致。

结语：

总之，在中国积极倡导节能减排的现状下，相关企业在生产经营过程中应特别注意节能减排。其中，注意高压变频器在相关领域设备中的合理选择和应用。它不仅可以实现机电设备的灵敏度提高，大大降低了能耗，而且使机电设备工作更稳定，延长了使用寿命。

参考文献：

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