主要完成单位:浙江盛元化纤有限公司、丹佛斯传动中国
在浙江盛元化纤有限公司(以下简称“盛元化纤”)二期聚酯工程中,丹佛斯传动中国(以下简称“丹佛斯传动”)为盛元化纤带来了定制化、覆盖全价值链的共直流母线驱动系统交钥匙解决方案。该方案是一种高效的电力传动系统,通过优化能量分配,减少能量损耗来提高系统整体能效。而通过将制动能量回馈到电网,共直流母线驱动系统还能实现能量的再生利用,从而降低能耗,减少碳排放。在本方案中,丹佛斯传动进行了一系列定制化的技术和应用创新:
1. AFE可靠整流抗晃电系统:丹佛斯传动AFE可靠整流抗晃电系统是一种采用IGBT 整流的变频器前端系统,具备能量回馈双向可控、功率因数校正(PFC)和谐波抑制等优势。在电网晃电情况下,AFE 系统可以通过多种方式增强抗晃电能力,保证设备连续稳定运行。且由于采用了先进的共模抑制技术,整流逆变系统在工作时不会产生显著的共模电压干扰,因而不会影响电网和电池系统的安全性,设备也无需额外配置隔离变压器,从而降低成本、体积和功率损耗,提高系统整体效率,在保障电能质量的同时实现低谐波。丹佛斯传动解决方案的 AFE再生制动可实现谐波干扰THDi≤5%,功率因素≈1,电机电压略高于供电电压。且丹佛斯传动的VACON AFE单元可以独立并联,并联模块之间无需通讯。AFE可以监控进线电压情况,如果跌到设定值可以由上位机选择切去非关键负荷。
2. 从机并联冗余驱动:丹佛斯传动专利的DriveSynch 热机冗余技术实现了变频器的冗余热备份。两台变频器同时并机运行驱动电机,当一台变频器故障停机时,另一台能继续保持运行不被中断, 且故障机恢复正常后还能切回并机状态,冗余驱动切换时间 0s。两台变频器的电压,频率,电流基本一致,没有较大波动,整个过程系统平稳无冲击。
3. DC Guard 直流短路选择性保护:丹佛斯传动专门用于直流母线系统的 DC Guard 直流短路选择性保护解决方案,可在<5us 内检测到直流母线上的短路,快速切断故障电路,防止电流扩散到整个系统,引起设备损坏或安全事故。DC Guard 只切断隔离故障点,从而保持其他设备正常运行,避免整个工厂或生产线停机,确保单个设备故障不会影响整体工艺流程,保障了聚酯生产的连续性和稳定性。
4. DC-DC 直流储能备用电源:丹佛斯传动创新的DC-DC 直流储能备用电源用以应对晃电或者短时停电。后备电源供电完全中断状态下,维持280kVA 的输出功率保持 30 分钟,在保障连续生产的同时保护 DCS & PLC 系统,避免控制系统宕机。DC-DC 直流储能备用电源还可以优化母线的稳定性,支持直流微电网,为盛元化纤未来采用绿电或光伏打下基础。
自2025年2月正式投运以来,盛元化纤二期聚酯工程4条聚酯产线,每条变频传动装机容量 1400kW,最大工作功率 1140kW,变频传动日常工作功率 710kW,平稳可靠运行至今,且能效提升5%。
1、安装节省占地面积 400平米
2、效率提升5%,直接能耗节省120 万/年
3、热备冗余减少关键设备故障停机损失 300 万/次
4、抗晃电功能减少事故损失50万/次(一年3-5次)
· 能效提升:通过公共直流母线,系统可以将多余的能量回馈到电网,实现能量的再生利用。这不仅减少了能源浪费,还降低了生产成本。
· 系统稳定性增强:采用有源前端(AFE)和冗余设计,系统能够在电压跌落50%的情况下,200毫秒内保持稳定运行。这种高可靠性设计有效减少了因电力波动导致的停机时间。
· 成本节约:丹佛斯传动此次为盛元化纤提供的是定制化、覆盖全价值链的交钥匙解决方案,定制化的柜机也为盛元化纤节省了50%的空间,一体化的解决方案减少了故障点,减少了故障发生的概率,降低了设备投资和维护成本。此外,系统优化的能量管理进一步降低了运营成本。
· 全面提升数字化能力:丹佛斯传动为盛元化纤提供的定制化解决方案内置了IO 卡,支持通用的IOT协议,方便系统集成,无需外接传感器和通信模块即可实时采集设备运行数据后传输到第三方远程监控平台,方便盛元化纤对设备情况进行监控分析,预防故障。