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1、HARSVERTA高压变频器在电厂引风机上的应用HARSVERTA高压变频器在电厂引风机上的应用通达热电厂一期工程475TH循环流化床锅炉+315MW抽凝式汽轮发电机组,已于2003年1月投产发电。引风机的风量是通过调节液力偶合器的开度来控制的。液力偶合器调速属低效调速方式,调速范围有限,高速丢转约510,低速转差损耗大,最高可达额定功率的15,无法软启动,偶合器故障时,无法切换运行,维护复杂、费用大,不能知足进步装置整体自动化程度的需要。因此,决定先对3号炉引风机进展调速控制改造,降低能耗,同时配合机组的DCS改造,改善风机的调节性能,稳定锅炉的燃烧,进步经济效益。变频调速在节能降耗、调速精
2、度、凋速范围等方面具有同其它调速装置无法比较的优越性,以及可以方便实现同自动化控制系统如DCS系统等的通讯,使其在各领域得到广泛的应用,因此,我厂通过招标方式确定采用利德华福电气HARSVERTA系列高压变频调速系统。1HARSVERTA06045型高压变频装置原理变频装置采用多电平串联技术,由移相变压器、功率单元和控制器组成。6kV系列有21个功率单元,每7个功率单元串联构成一相。每个功率单元构造以及电气性能完全一致,可以互换,其电路构造见图1,为根本的交一直一交单相逆变电路,整流侧为二极管三相全桥,通过对IGBT逆变桥进展正弦PWM控制,可得到如图2所示的波形。输入侧由移相变压器给每个单元
3、供电,移相变压器的副边绕组分为三组,构成42脉冲整流方式;这种多级移相叠加的整流方式可以大大改善网侧的电流波形,使其负载下的网侧功率因数接近1。另外,由于变压器副边绕组的独立性,使每个功率单元的主回路相对独立,每个功率单元等效为一台单相低压变频器。输出侧由每个单元的U、V输出端子互相串接成星型接法直接给高压电机供电,通过对每个单元的PWM波形进展重组,可得到如图3所示的阶梯正弦PWM波形。这种波形正弦度好,dvdt小,可减少对电缆和电机的绝缘损坏,无须输出滤波器就可以使输出电缆长度很长,电机不需要降额使用,可直接用于旧设备的改造;同时,电机的谐波损耗大大减少,消除了由此引起的机械振动,减小了轴
4、承和叶片的机械应力。当某一个单元出现故障时,通过使图1中的软开关节点K导通,可将此单元旁路出系统而不影响其他单元的运行,变频器可持续降额运行,可减少很多场合下停机造成的损失。控制器核心由高速单片机来实现,精心设计的算法可以保证电机到达最优的运行性能。控制器还包括一台内置的PLC,用于柜体内开关信号的逻辑处理,以及与现场各种操纵信号和状态信号的协调。增强了系统的灵敏性。控制器构造上采用VME标准箱体构造,各控制单元板采用FPGA、CPLD等大规模集成电路和外表焊接技术,系统具有极高的可靠性。另外,控制器与功率单元之间采用光纤通讯技术,低压局部和高压局部完全可靠隔离,系统具有极高的平安性,同时具有
5、很好的抗电磁干扰性能。2改造方案2.1电气改造方案3样炉引风机液偶调速改为变频调速运行,变频故障后自动切换到工频,运行液偶调速控制方案。安装三台高压真空接触器KM1、KM2、KM3。利用KM1、KM2控制引风机带变频器起停,由变频器调速;利用KM3控制引风机工频起停由液力偶合器调速。要求KM1、KM2和KM3不能同时闭合,在机械上实现互锁。变频运行时,KM1和KM2闭合,KM3断开;工频运行时,KM3闭合,KM1和KM2断开。如图42.2DCS改造方案我公司采用的是北京和利时系统工程公司的MACS系统,根据3样炉引风改造总体方案,现将DCS方案修改如下:1保持原6kV断路器顺控不变,增加KM1
6、、KM2顺控同时控制KM1、KM2,增加KM3顺控、增加变频器顺控.2增加投工频联锁按钮,决定由工频启动液偶还是由变频启动变频器。3未投工频联锁按钮条件下,利用6kV断路器合闸命令和2个定宽脉冲定时器及6kV断路器已合闸信号自动闭合KM1、KM2真空接触器。4利用KM1、KM2真空接触器自动合闸命令和已合闸信号及2个定宽脉冲定时器和滞后置位定时器自动启动变频器。5知足KM1、KM2真空接触器断开,变频器未启动,6kV断路器已合闸的开答应条件,在已投工频联锁按钮条件下,利用6kV断路器合闸命令和定宽脉冲定时器及6kV断路器已合闸信号自动闭合KM3真空接触器,实现液偶运行。6变频器运行时,假如变频
7、器发出重故障信号,那么无论是否投入工频联锁按钮,KM3真空接触器都自动闭合,实现液偶运行。7变频器停顿命令、变频器不运行信号和定宽脉冲定时器,或者有重故障信号或者自启动KM3时可使KM1、KM2自动分闸。8当变频器不运行,KM1、KM2未合闸时,KM3也未及时合闸的情况下或者产生KM3不运行信号定宽25s后那么产生引风机跳闸信号,联跳与引风机有关的联锁。梯形图如图53引风机改造后节能情况分析对3号炉引风机2号炉引风机未进展变频改造运行比照:以正常运行时带68吨负荷为例,锅炉一年运行300天,按现电价030元kWh计算,一年可节约26034582082524300030=380547元。其改造投资为60万元,约两年时间即可收回投资。4完毕语从改造后的运行情况来看,北京利德华福电气技术有限公司消费的高压大功率变频器性能良好,可靠性高,节能效果明显,知足连续消费对调速系统的要求,到达了节能和改善工艺的目的。我厂对其他几台风机的变频器改造已纳入方案进程。参考文献 1SDGJ171988火力发电厂厂用电设计技术规定S 2北京利德华福电气技术有限公司高压变频调速系统HARSVERTA系列技术手册K 3北京和利时系统工程公司MACSll系统技术手册K 4韩安荣通用变频器及其应用M2版北京:机械工业出版社,2003
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