看“天下第一隧”如何擁有安全舒適的“大肚量”
http://www.moduwu.com 2017-08-22 14:48 來源：深圳市英威騰電氣股份有限公司
“要致富先修路”，猶記得當年，大村小村、大街小巷都掛著紅色的大橫幅，粉刷著白底黑字的大標語。那時候，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濟的發展，近幾十年來，在國家和各地方政府的大力投資下，我國道路的發展日新月異，各地道路通車里程屢創新高，尤其包括高速公路、長大橋梁和公路隧道等公路基礎設施的發展更是舉世矚目。
隧道挖掘困難多，斜井提升機成關鍵
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，施工方案技術難度極大，同時需要防范生態破壞，預防可能造成高風險的人員傷亡。
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廂與火車的運貨車廂類似，高度和體積小一些。在井口有一絞車提升機，由電機經減速器帶動卷筒旋轉，鋼絲繩在卷筒上纏繞數周后掛上一列渣土車廂，在電機的驅動下將裝滿渣土的列車從斜井拖上來；卸載完成后，再將空車在電機的拖動下沿斜井放下去。
在隧道挖掘生產中，斜井提升機起著非常重要的作用，直接影響隧道挖掘生產的效率及安全，不僅承擔著運送人員及其它物料的作用，還經常被用來接送上下班的工人，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73.238公里，概算投資129億元，建設工期6年。全線采用六車道高速公路技術標準，設計速度每小時80公里，項目主線橋梁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15.56公里的秦嶺天臺山特長隧道建設規模世界第一。
由于橋隧比例高、便道修建難度大、施工場地及橋梁預制場地狹小，此次建設施工組織極其困難。同時，路線經過嘉陵江源頭、清姜河，穿越天臺山國家級風景名勝區，環保、生態防護要求比較高。
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+中壓變頻低頻備用拖動（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，采用速度閉環與電流閉環控制，使得轉矩控制動態響應迅速，從而獲得良好的調速性能。該控制系統節電效果良好，提高了電網容量資源利用率。
同時，三電平中壓變頻器拖動系統，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，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+中壓變頻低頻備用拖動方案具有明顯的優勢，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，達到節能運行效果。
2、 減少電網側諧波電流，滿載時功率因數接近1；
普通變頻器由于采用二極管整流方式，會產生比重很大的諧波成分，對電網產生嚴重的污染，干擾其它設備的正常工作，甚至會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產生PWM控制脈沖，可以調整功率因數，消除對電網的諧波污染，讓變頻器真正成為“綠色產品”。
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單，體積小，與兩電平相比，用同樣電壓等級，器件可以實現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的共模干擾；同時傳輸能力強，無需考慮負載電機位置，減少用戶工程成本。
另外，英威騰Goodrive5000系列高壓變頻系統還具有以下顯著優點：
1、 整機采用多重化整流/回饋抵消諧波，整機網側電流、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，方便實現各功率單元間互換；
3、 功率單元的工作狀態（整流/回饋狀態）由主控制系統根據當前電機的工作狀態統一控制，狀態一致性好；
4、 功率單元均有獨特的調試接口，通過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，可快速定位單元故障，縮短故障修復時間。
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+中壓變頻低頻備用拖動的方案，既滿足了對提升系統的運行效率以及能量管理的合理處理，又滿足了提升系統安全穩定運行的要求，據現場反饋估算，初步運行節能效果約在15%-20%。
同時，傳統調速系統在調速過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，取得了很好的經濟效益。
另外，該提升機采用英威騰高壓-中壓低頻拖動雙系統后，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，節省了人力和物力，提高了物資使用效率。
相信在未來的隧道工程中，將會越來越多的看到四象限變頻器的應用，作為值得信賴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品與解決方案，支持國家基礎設施的建設與經濟發展。
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關于英威騰：
英威騰，成立于2002年，致力于成為全球領先、受人尊敬的工業自動化和能源電力領域的產品與服務提供者，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高新技術企業，目前擁有16家控股子公司，分駐于全國的12大研發中心，申請各類專利800多件，依托于電力電子、電氣傳動、自動控制、信息技術等關鍵技術，主要產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、新能源汽車電控系統等。英威騰現有員工2500多人，大型生產基地3個，營銷網絡遍布國內及海外60多個國家和地區。
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