低壓大功率變頻器的選型與實(shí)踐（4）
4.1.2 引風(fēng)機(jī)的作用
引風(fēng)機(jī)用以配合鍋爐控制系統(tǒng)以節(jié)約燃料，提高鍋爐燃燒效率，減少環(huán)境污染為主要目的，利用現(xiàn)代自控技術(shù)、通過(guò)上位DCS小型分散二級(jí)控制方式，結(jié)合媒質(zhì)的燃燒情況，檢測(cè)爐膛壓力、煙氣含氧量、排煙溫度等多參量，實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器進(jìn)行可靠控制，隨時(shí)調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行速度，從而自動(dòng)監(jiān)視爐膛壓力，以維持負(fù)壓燃燒。要求在不同的負(fù)荷條件下，保持主汽壓力的恒定，通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入爐膛的燃料量及空氣量，使鍋爐的蒸汽產(chǎn)量與汽輪機(jī)的耗汽量及供熱量相平衡。爐膛負(fù)壓太小甚至偏正，局部地區(qū)容易噴火，不利于安全生產(chǎn)，也不利于環(huán)境衛(wèi)生；如果負(fù)壓太大會(huì)使大量冷空氣漏入爐子，增大引風(fēng)機(jī)負(fù)荷和排煙帶走的熱損失，不利于經(jīng)濟(jì)燃燒。爐膛負(fù)壓必須?引風(fēng)變頻器的頻率來(lái)控制，并且引入送風(fēng)量作為前饋信號(hào)參與整個(gè)控制。自動(dòng)控制過(guò)程由上位機(jī)來(lái)完成。
4.1.3 一次送風(fēng)機(jī)的作用
一次送風(fēng)機(jī)用以配合鍋爐控制系統(tǒng)以節(jié)約燃料，提高鍋爐燃燒效率，減少環(huán)境污染為主要目的，通過(guò)上位機(jī)DCS系統(tǒng)，隨時(shí)調(diào)節(jié)一次送風(fēng)機(jī)的運(yùn)行速度，從而自動(dòng)監(jiān)視爐膛含氧比例，維持正常燃燒。使空氣和燃料保持適當(dāng)比例，是燃燒過(guò)程的最佳操作條件，是提高鍋爐效率和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵措施。維持經(jīng)濟(jì)燃燒，關(guān)鍵是保持合適的風(fēng)煤比。當(dāng)煤的體積流量改變之后，應(yīng)當(dāng)按一定的比值關(guān)系改變一次送風(fēng)量。改變風(fēng)量依靠一次風(fēng)機(jī)變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)。先調(diào)整好爐排下各風(fēng)室的風(fēng)門開(kāi)度，再調(diào)整一次風(fēng)機(jī)變頻器頻率作為控制風(fēng)量的手段。自動(dòng)控制過(guò)程由上位機(jī)來(lái)完成。使用ABB公司的變頻器可以使送風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)控制，既減小了電機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，又減少了鼓風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)磨損和設(shè)備的沖擊能耗，延長(zhǎng)了設(shè)備的電氣和機(jī)械壽命。
4.1.4 二次風(fēng)機(jī)的作用
二次風(fēng)機(jī)用以配合鍋爐控制系統(tǒng)以節(jié)約燃料，提高鍋爐燃燒效率，減少環(huán)境污染為主要目的，通過(guò)上位機(jī)DCS系統(tǒng)，隨時(shí)調(diào)節(jié)二次風(fēng)機(jī)的運(yùn)行速度，使空氣和燃料保持適當(dāng)比例，是完成燃燒過(guò)程的最佳操作條件，是提高鍋爐效率和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵措施。維持經(jīng)濟(jì)燃燒，關(guān)鍵是保持合適的風(fēng)煤比。當(dāng)煤的體積流量改變之后，應(yīng)當(dāng)按一定的比值關(guān)系改變送風(fēng)量。只靠改變一次風(fēng)機(jī)風(fēng)量很難實(shí)現(xiàn)；需要二次風(fēng)機(jī)的配合，使煤在二次燃燒室充分燃燒，二次風(fēng)機(jī)受一次風(fēng)機(jī)的影響，在使用中一定加以注意，并限制電機(jī)的最低轉(zhuǎn)速，充分利用二次風(fēng)量達(dá)到最佳燃燒目的，使鍋爐達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)行。
上述風(fēng)機(jī)使用變頻器不僅可以完成生產(chǎn)工藝要求，同時(shí)可以使風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)控制，既減小了
電機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，又減少了風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)磨損和設(shè)備的沖擊能耗，延長(zhǎng)了設(shè)備的電氣和機(jī)械壽命。另外變頻器輸出帶有一定的高次諧波，可能加速電動(dòng)機(jī)的絕緣老化，這一點(diǎn)在使用中應(yīng)加以注意。
五、進(jìn)線單元
進(jìn)線電源：690V。
四臺(tái)大變頻器都配有進(jìn)線開(kāi)關(guān)柜，接觸器、急停開(kāi)關(guān)。進(jìn)線接觸器可選件包括柜門上的急停按鈕，外部急停按鈕可以引線至柜內(nèi)端子排，按下急停開(kāi)關(guān)，急停命令封鎖逆變器半導(dǎo)體，切斷主接觸器，電機(jī)自由停車，裝置配有防止意外起動(dòng)裝置。
本次選用12脈波整流器，包含并聯(lián)連接的兩個(gè)6脈波整流橋。通過(guò)使用12脈波整流器，可以減少總的諧波畸變，清除五次諧波和七次諧波。因?yàn)镋MC濾波器不能與12脈波整流器一起使用（變壓器的副邊浮地！）推薦安裝帶有屏蔽層的供電變壓器，來(lái)減少傳輸輻射。整流單元包括：兩套二極管整流單元（DSU），型號(hào)：ACS800-507-0680-7。
六、整流變壓器數(shù)據(jù)
為得到12脈沖方式的相位移，要求使用多繞組變壓器。變壓器的另一個(gè)目的是提供足夠的阻抗將網(wǎng)側(cè)諧波限制在 IEEE519所要求的限值范圍內(nèi)。我們采用的是廣東順德生產(chǎn)的干式變壓器，隔離變壓器有兩個(gè)次級(jí)繞組，一個(gè)為 Y 接法，另一個(gè)為 Δ接法，這樣兩個(gè)次級(jí)繞組間產(chǎn)生30°的相位差，提供12脈波，滿足12脈沖輸入整流橋的要求。
過(guò)載倍數(shù)：1.5倍(每10分鐘對(duì)一分鐘)
空載變比：6kV ± 2x2.5% 抽頭/0.72kV / 0.72kV
額定頻率(Fn)：50Hz ± 2%
連接組別：Dyn 11 d0
短路阻抗電壓降：兩組副邊繞組的短路阻抗電壓降分別為8%
短路阻抗電壓降偏差：兩組副邊繞組的短路阻抗電壓降的偏差￡3%
電壓偏差：兩組副邊繞組在額定負(fù)載下輸出的電壓偏差值￡0.3%*UN
環(huán)境溫度：最高40攝氏度
其他：
高低壓繞組之間加屏蔽層，屏蔽層引出接線端。
副邊Y繞組的中心點(diǎn)引出接線端。
各繞組、屏蔽層、引出端的耐壓，絕緣及安全符合相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
加裝鋁合金防護(hù)罩，帶PT100測(cè)溫元件(低壓繞組+鐵芯)的風(fēng)冷溫控裝置。
七、變頻器調(diào)試
7.1 變頻器功能設(shè)定
通過(guò)設(shè)定變頻器參數(shù)來(lái)滿足電廠鍋爐輔機(jī)的正常運(yùn)行，參數(shù)可以通過(guò)隨機(jī)攜帶的CDP312控制盤單獨(dú)設(shè)定，也可選擇一個(gè)預(yù)編好的應(yīng)用宏，它可以快速簡(jiǎn)單地完成ACS800的啟動(dòng)。標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用宏包括工廠宏、手動(dòng)/自動(dòng)宏、PID應(yīng)用宏、轉(zhuǎn)矩控制宏、順序控制應(yīng)用宏等。
7.2 控制方式
變頻器具有以下三種控制方式：
本地控制：通過(guò)隨即攜帶的CDP312控制盤完成。
遠(yuǎn)程控制：通過(guò)變頻器端子接受來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)或控制室的開(kāi)關(guān)量或模擬量控制。
總線控制：通過(guò)變頻器擴(kuò)展口接的總線適配器接受來(lái)自PLC或上位機(jī)的通信信號(hào)，ACS800具 有多種串行通訊接口，可以與CDP312控制盤和PC機(jī)通信，也可以通過(guò)匹配不同的區(qū)域總線適配器與其它上位控制系統(tǒng)通信，以此完成操作、調(diào)試、診斷和控制的目的。
本次項(xiàng)目采用遠(yuǎn)程控制上位機(jī)控制。參數(shù)設(shè)定由CDP312控制盤完成。
7.3 加、減速時(shí)間設(shè)定
風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，加、減速時(shí)間一般設(shè)定較長(zhǎng)，目的防止啟動(dòng)時(shí)變頻器報(bào)過(guò)流或過(guò)載故障，減速時(shí)間過(guò)短容易報(bào)中間直流過(guò)壓故障，因此兩段時(shí)間多大于90秒。
7.4 試運(yùn)行
變頻器調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定完成后，首先進(jìn)行電機(jī)參數(shù)辯識(shí)，完成后就可以進(jìn)行系統(tǒng)試運(yùn)行。先在控制盤完成低頻運(yùn)行，觀察電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向是否正確，轉(zhuǎn)速是否平穩(wěn)，溫升是否正常，加減速是否平滑，在繼續(xù)在20、30、40、50Hz等頻率點(diǎn)試運(yùn)行。如果試運(yùn)行正常，變頻器就可以投入試生產(chǎn)。
八、結(jié)束語(yǔ)
本文通過(guò)事例描述，說(shuō)明電廠輔機(jī)采用大功率變頻器不僅可行，而且經(jīng)濟(jì)，控制和線路非常簡(jiǎn)單，再加上變頻器完善的故障診斷和顯示功能，使整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)的可靠性、可維修性大幅度提高，電廠的自動(dòng)化水平也得到進(jìn)一步加強(qiáng)，得到了用戶的肯定，市場(chǎng)前景非常廣泛。(end)
引風(fēng)機(jī)用以配合鍋爐控制系統(tǒng)以節(jié)約燃料，提高鍋爐燃燒效率，減少環(huán)境污染為主要目的，利用現(xiàn)代自控技術(shù)、通過(guò)上位DCS小型分散二級(jí)控制方式，結(jié)合媒質(zhì)的燃燒情況，檢測(cè)爐膛壓力、煙氣含氧量、排煙溫度等多參量，實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器進(jìn)行可靠控制，隨時(shí)調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行速度，從而自動(dòng)監(jiān)視爐膛壓力，以維持負(fù)壓燃燒。要求在不同的負(fù)荷條件下，保持主汽壓力的恒定，通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入爐膛的燃料量及空氣量，使鍋爐的蒸汽產(chǎn)量與汽輪機(jī)的耗汽量及供熱量相平衡。爐膛負(fù)壓太小甚至偏正，局部地區(qū)容易噴火，不利于安全生產(chǎn)，也不利于環(huán)境衛(wèi)生；如果負(fù)壓太大會(huì)使大量冷空氣漏入爐子，增大引風(fēng)機(jī)負(fù)荷和排煙帶走的熱損失，不利于經(jīng)濟(jì)燃燒。爐膛負(fù)壓必須?引風(fēng)變頻器的頻率來(lái)控制，并且引入送風(fēng)量作為前饋信號(hào)參與整個(gè)控制。自動(dòng)控制過(guò)程由上位機(jī)來(lái)完成。
4.1.3 一次送風(fēng)機(jī)的作用
一次送風(fēng)機(jī)用以配合鍋爐控制系統(tǒng)以節(jié)約燃料，提高鍋爐燃燒效率，減少環(huán)境污染為主要目的，通過(guò)上位機(jī)DCS系統(tǒng)，隨時(shí)調(diào)節(jié)一次送風(fēng)機(jī)的運(yùn)行速度，從而自動(dòng)監(jiān)視爐膛含氧比例，維持正常燃燒。使空氣和燃料保持適當(dāng)比例，是燃燒過(guò)程的最佳操作條件，是提高鍋爐效率和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵措施。維持經(jīng)濟(jì)燃燒，關(guān)鍵是保持合適的風(fēng)煤比。當(dāng)煤的體積流量改變之后，應(yīng)當(dāng)按一定的比值關(guān)系改變一次送風(fēng)量。改變風(fēng)量依靠一次風(fēng)機(jī)變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)。先調(diào)整好爐排下各風(fēng)室的風(fēng)門開(kāi)度，再調(diào)整一次風(fēng)機(jī)變頻器頻率作為控制風(fēng)量的手段。自動(dòng)控制過(guò)程由上位機(jī)來(lái)完成。使用ABB公司的變頻器可以使送風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)控制，既減小了電機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，又減少了鼓風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)磨損和設(shè)備的沖擊能耗，延長(zhǎng)了設(shè)備的電氣和機(jī)械壽命。
4.1.4 二次風(fēng)機(jī)的作用
二次風(fēng)機(jī)用以配合鍋爐控制系統(tǒng)以節(jié)約燃料，提高鍋爐燃燒效率，減少環(huán)境污染為主要目的，通過(guò)上位機(jī)DCS系統(tǒng)，隨時(shí)調(diào)節(jié)二次風(fēng)機(jī)的運(yùn)行速度，使空氣和燃料保持適當(dāng)比例，是完成燃燒過(guò)程的最佳操作條件，是提高鍋爐效率和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵措施。維持經(jīng)濟(jì)燃燒，關(guān)鍵是保持合適的風(fēng)煤比。當(dāng)煤的體積流量改變之后，應(yīng)當(dāng)按一定的比值關(guān)系改變送風(fēng)量。只靠改變一次風(fēng)機(jī)風(fēng)量很難實(shí)現(xiàn)；需要二次風(fēng)機(jī)的配合，使煤在二次燃燒室充分燃燒，二次風(fēng)機(jī)受一次風(fēng)機(jī)的影響，在使用中一定加以注意，并限制電機(jī)的最低轉(zhuǎn)速，充分利用二次風(fēng)量達(dá)到最佳燃燒目的，使鍋爐達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)行。
上述風(fēng)機(jī)使用變頻器不僅可以完成生產(chǎn)工藝要求，同時(shí)可以使風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)控制，既減小了
電機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，又減少了風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)磨損和設(shè)備的沖擊能耗，延長(zhǎng)了設(shè)備的電氣和機(jī)械壽命。另外變頻器輸出帶有一定的高次諧波，可能加速電動(dòng)機(jī)的絕緣老化，這一點(diǎn)在使用中應(yīng)加以注意。
五、進(jìn)線單元
進(jìn)線電源：690V。
四臺(tái)大變頻器都配有進(jìn)線開(kāi)關(guān)柜，接觸器、急停開(kāi)關(guān)。進(jìn)線接觸器可選件包括柜門上的急停按鈕，外部急停按鈕可以引線至柜內(nèi)端子排，按下急停開(kāi)關(guān)，急停命令封鎖逆變器半導(dǎo)體，切斷主接觸器，電機(jī)自由停車，裝置配有防止意外起動(dòng)裝置。
本次選用12脈波整流器，包含并聯(lián)連接的兩個(gè)6脈波整流橋。通過(guò)使用12脈波整流器，可以減少總的諧波畸變，清除五次諧波和七次諧波。因?yàn)镋MC濾波器不能與12脈波整流器一起使用（變壓器的副邊浮地！）推薦安裝帶有屏蔽層的供電變壓器，來(lái)減少傳輸輻射。整流單元包括：兩套二極管整流單元（DSU），型號(hào)：ACS800-507-0680-7。
六、整流變壓器數(shù)據(jù)
為得到12脈沖方式的相位移，要求使用多繞組變壓器。變壓器的另一個(gè)目的是提供足夠的阻抗將網(wǎng)側(cè)諧波限制在 IEEE519所要求的限值范圍內(nèi)。我們采用的是廣東順德生產(chǎn)的干式變壓器，隔離變壓器有兩個(gè)次級(jí)繞組，一個(gè)為 Y 接法，另一個(gè)為 Δ接法，這樣兩個(gè)次級(jí)繞組間產(chǎn)生30°的相位差，提供12脈波，滿足12脈沖輸入整流橋的要求。
過(guò)載倍數(shù)：1.5倍(每10分鐘對(duì)一分鐘)
空載變比：6kV ± 2x2.5% 抽頭/0.72kV / 0.72kV
額定頻率(Fn)：50Hz ± 2%
連接組別：Dyn 11 d0
短路阻抗電壓降：兩組副邊繞組的短路阻抗電壓降分別為8%
短路阻抗電壓降偏差：兩組副邊繞組的短路阻抗電壓降的偏差￡3%
電壓偏差：兩組副邊繞組在額定負(fù)載下輸出的電壓偏差值￡0.3%*UN
環(huán)境溫度：最高40攝氏度
其他：
高低壓繞組之間加屏蔽層，屏蔽層引出接線端。
副邊Y繞組的中心點(diǎn)引出接線端。
各繞組、屏蔽層、引出端的耐壓，絕緣及安全符合相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
加裝鋁合金防護(hù)罩，帶PT100測(cè)溫元件(低壓繞組+鐵芯)的風(fēng)冷溫控裝置。
七、變頻器調(diào)試
7.1 變頻器功能設(shè)定
通過(guò)設(shè)定變頻器參數(shù)來(lái)滿足電廠鍋爐輔機(jī)的正常運(yùn)行，參數(shù)可以通過(guò)隨機(jī)攜帶的CDP312控制盤單獨(dú)設(shè)定，也可選擇一個(gè)預(yù)編好的應(yīng)用宏，它可以快速簡(jiǎn)單地完成ACS800的啟動(dòng)。標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用宏包括工廠宏、手動(dòng)/自動(dòng)宏、PID應(yīng)用宏、轉(zhuǎn)矩控制宏、順序控制應(yīng)用宏等。
7.2 控制方式
變頻器具有以下三種控制方式：
本地控制：通過(guò)隨即攜帶的CDP312控制盤完成。
遠(yuǎn)程控制：通過(guò)變頻器端子接受來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)或控制室的開(kāi)關(guān)量或模擬量控制。
總線控制：通過(guò)變頻器擴(kuò)展口接的總線適配器接受來(lái)自PLC或上位機(jī)的通信信號(hào)，ACS800具 有多種串行通訊接口，可以與CDP312控制盤和PC機(jī)通信，也可以通過(guò)匹配不同的區(qū)域總線適配器與其它上位控制系統(tǒng)通信，以此完成操作、調(diào)試、診斷和控制的目的。
本次項(xiàng)目采用遠(yuǎn)程控制上位機(jī)控制。參數(shù)設(shè)定由CDP312控制盤完成。
7.3 加、減速時(shí)間設(shè)定
風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，加、減速時(shí)間一般設(shè)定較長(zhǎng)，目的防止啟動(dòng)時(shí)變頻器報(bào)過(guò)流或過(guò)載故障，減速時(shí)間過(guò)短容易報(bào)中間直流過(guò)壓故障，因此兩段時(shí)間多大于90秒。
7.4 試運(yùn)行
變頻器調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定完成后，首先進(jìn)行電機(jī)參數(shù)辯識(shí)，完成后就可以進(jìn)行系統(tǒng)試運(yùn)行。先在控制盤完成低頻運(yùn)行，觀察電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向是否正確，轉(zhuǎn)速是否平穩(wěn)，溫升是否正常，加減速是否平滑，在繼續(xù)在20、30、40、50Hz等頻率點(diǎn)試運(yùn)行。如果試運(yùn)行正常，變頻器就可以投入試生產(chǎn)。
八、結(jié)束語(yǔ)
本文通過(guò)事例描述，說(shuō)明電廠輔機(jī)采用大功率變頻器不僅可行，而且經(jīng)濟(jì)，控制和線路非常簡(jiǎn)單，再加上變頻器完善的故障診斷和顯示功能，使整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)的可靠性、可維修性大幅度提高，電廠的自動(dòng)化水平也得到進(jìn)一步加強(qiáng)，得到了用戶的肯定，市場(chǎng)前景非常廣泛。(end)
本文標(biāo)簽：低壓大功率變頻器的選型與實(shí)踐（4）
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