“要致富先修路”,猶記得當年,大村小村、大街小巷都掛著(zhù)紅色的大橫幅,粉刷著(zhù)白底黑字的大標語(yǔ)。那時(shí)候,很多偏僻的山區交通基本靠走,通訊基本靠吼。
為了不讓交通因素制約經(jīng)濟的發(fā)展,近幾十年來(lái),在國家和各地方政府的大力投資下,我國道路的發(fā)展日新月異,各地道路通車(chē)里程屢創(chuàng )新高,尤其包括高速公路、長(cháng)大橋梁和公路隧道等公路基礎設施的發(fā)展更是舉世矚目。
隧道挖掘困難多,斜井提升機成關(guān)鍵
在修筑工程中,最為復雜與困難的情況之一就是山區隧道工程。公路隧道往往穿越崇山峻嶺、地形陡峻、植被茂密,施工方案技術(shù)難度極大,同時(shí)需要防范生態(tài)破壞,預防可能造成高風(fēng)險的人員傷亡。
那么一條條看不到頭的隧道,巨大的建設工程量,大肚量是如何實(shí)現的呢? 這就需要用到斜井提升機:
斜井提升機是礦井提升機的一種,主要應用在中小型礦井的副斜井、軌道暗斜井和軌道上下山的提升運輸上。斜井提升機與渣土車(chē)廂與火車(chē)的運貨車(chē)廂類(lèi)似,高度和體積小一些。在井口有一絞車(chē)提升機,由電機經(jīng)減速器帶動(dòng)卷筒旋轉,鋼絲繩在卷筒上纏繞數周后掛上一列渣土車(chē)廂,在電機的驅動(dòng)下將裝滿(mǎn)渣土的列車(chē)從斜井拖上來(lái);卸載完成后,再將空車(chē)在電機的拖動(dòng)下沿斜井放下去。
在隧道挖掘生產(chǎn)中,斜井提升機起著(zhù)非常重要的作用,直接影響隧道挖掘生產(chǎn)的效率及安全,不僅承擔著(zhù)運送人員及其它物料的作用,還經(jīng)常被用來(lái)接送上下班的工人,因此提升機的舒適性、安全性就顯得尤為重要。
建設規模世界第一隧,生態(tài)保護再添難度
寶雞至坪坎高速公路是陜西省“十三五”在建高速公路中規模最大、建設標準最高、施工難度最大的項目。項目全長(cháng)73.238公里,概算投資129億元,建設工期6年。全線(xiàn)采用六車(chē)道高速公路技術(shù)標準,設計速度每小時(shí)80公里,項目主線(xiàn)橋梁52座共計20652米,隧道16處共計32026米,橋隧比例達71.9%,其中全長(cháng)15.56公里的秦嶺天臺山特長(cháng)隧道建設規模世界第一。
由于橋隧比例高、便道修建難度大、施工場(chǎng)地及橋梁預制場(chǎng)地狹小,此次建設施工組織極其困難。同時(shí),路線(xiàn)經(jīng)過(guò)嘉陵江源頭、清姜河,穿越天臺山國家級風(fēng)景名勝區,環(huán)保、生態(tài)防護要求比較高。
英威騰全新提升方案,匹配“大肚量”建設需求
針對此次天臺山隧道挖掘工程的復雜情況與困難程度,英威騰提出了全新的隧道斜井提升方案,系統由英威騰四象限高壓變頻器+三電平中壓變頻器以及控制系統組成,應用方式為四象限高壓變頻拖動(dòng)+中壓變頻低頻備用拖動(dòng)(備用)。
其中,英威騰高壓四象限變頻器采用矢量控制,可能量回饋運行,采用速度閉環(huán)與電流閉環(huán)控制,使得轉矩控制動(dòng)態(tài)響應迅速,從而獲得良好的調速性能。該控制系統節電效果良好,提高了電網(wǎng)容量資源利用率。
同時(shí),三電平中壓變頻器拖動(dòng)系統,采用三電平結構,輸入諧波含量低。低頻系統作為備用,系統穩定性強,效果良好。
高壓四象限拖動(dòng),真正的綠色方案
相比之前使用兩象限變頻器的斜井提升方案,英威騰此次提供的高壓矢量四象限變頻拖動(dòng)+中壓變頻低頻備用拖動(dòng)方案具有明顯的優(yōu)勢,是真正的“綠色方案”:
1、相比普通的兩象限變頻器更節能;
英威騰Goodrive5000四象限變頻器采用了IGBT模塊作為整流裝置,實(shí)現了能量的雙向流通,在不需要外加任何裝置的情況下,可以把再生能量回饋到電網(wǎng),達到節能運行效果。
2、減少電網(wǎng)側諧波電流,滿(mǎn)載時(shí)功率因數接近1;
普通變頻器由于采用二極管整流方式,會(huì )產(chǎn)生比重很大的諧波成分,對電網(wǎng)產(chǎn)生嚴重的污染,干擾其它設備的正常工作,甚至會(huì )引起其它設備的損壞,而Goodrive5000系列高壓四象限矢量變頻器采用IGBT模塊作為整流裝置,用高速度、高運算能力的DSP產(chǎn)生PWM控制脈沖,可以調整功率因數,消除對電網(wǎng)的諧波污染,讓變頻器真正成為“綠色產(chǎn)品”。
3、采用三電平結構,輸入諧波含量低,系統穩定性強,效果良好;
Goodrive3000系列中壓三電平變頻器結構簡(jiǎn)單,體積小,與兩電平相比,用同樣電壓等級,器件可以實(shí)現2倍的電壓輸出,輸出du/dt減小一半,相電壓輸出電平數增加,輸出諧波減小,避免用戶(hù)引功率因數以及諧波含量超標造成的罰款;可降低電機的共模電壓和對電網(wǎng)的共模干擾;同時(shí)傳輸能力強,無(wú)需考慮負載電機位置,減少用戶(hù)工程成本。
另外,英威騰Goodrive5000系列高壓變頻系統還具有以下顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn):
1、整機采用多重化整流/回饋抵消諧波,整機網(wǎng)側電流、電壓諧波均符合國家標準;
2、整機各功率單元獨立鎖相,可自主辨識移相變壓器變比以及移相變壓器原副邊相位差,兼容性好,方便實(shí)現各功率單元間互換;
3、功率單元的工作狀態(tài)(整流/回饋狀態(tài))由主控制系統根據當前電機的工作狀態(tài)統一控制,狀態(tài)一致性好;
4、功率單元均有獨特的調試接口,通過(guò)光電轉換設備與上位機軟件可方便監控任意單元工作狀態(tài),可快速定位單元故障,縮短故障修復時(shí)間。
安全舒適又節能,隧道工程建設新方向
本次天臺山隧道工程中采用的英威騰四象限高壓變頻拖動(dòng)+中壓變頻低頻備用拖動(dòng)的方案,既滿(mǎn)足了對提升系統的運行效率以及能量管理的合理處理,又滿(mǎn)足了提升系統安全穩定運行的要求,據現場(chǎng)反饋估算,初步運行節能效果約在15%-20%。
同時(shí),傳統調速系統在調速過(guò)程中消耗大量的轉差功率、速度越低消耗的轉差功率越大的問(wèn)題,使用英威騰四象限變頻調速方案后,可以完全避免,是一種不耗能的高效的調速方式,節能十分顯著(zhù),取得了很好的經(jīng)濟效益。
另外,該提升機采用英威騰高壓-中壓低頻拖動(dòng)雙系統后,系統運行的穩定性和安全性得到大大的提高,減少了運行故障和停工工時(shí),節省了人力和物力,提高了物資使用效率。
相信在未來(lái)的隧道工程中,將會(huì )越來(lái)越多的看到四象限變頻器的應用,作為值得信賴(lài)的工控與能效解決方案提供商,英威騰將出推廣更多高效節能的產(chǎn)品與解決方案,支持國家基礎設施的建設與經(jīng)濟發(fā)展。
關(guān)于英威騰:
英威騰,成立于2002年,致力于成為全球領(lǐng)先、受人尊敬的工業(yè)自動(dòng)化和能源電力領(lǐng)域的產(chǎn)品與服務(wù)提供者,2010年在深交所A股上市,股票代碼:002334。英威騰是國家火炬計劃重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè),目前擁有16家控股子公司,分駐于全國的12大研發(fā)中心,申請各類(lèi)專(zhuān)利800多件,依托于電力電子、電氣傳動(dòng)、自動(dòng)控制、信息技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù),主要產(chǎn)品涵括高中低壓變頻器、電梯智能控制系統、伺服系統、PLC、HMI、SVG、UPS、電機和電主軸、光伏逆變器、軌道交通牽引系統、新能源汽車(chē)電控系統等。英威騰現有員工2500多人,大型生產(chǎn)基地3個(gè),營(yíng)銷(xiāo)網(wǎng)絡(luò )遍布國內及海外60多個(gè)國家和地區。