一、項(xiàng)目概況

廣西百色銀海發(fā)電有限公司位于百色市田陽(yáng)縣新山鋁產(chǎn)業(yè)示范園，2004年6月，由廣西投資集團(tuán)有限公司投資建設(shè)，是自治區(qū)統(tǒng)籌推進(jìn)的重大項(xiàng)目和百色市“工業(yè)立市”的重點(diǎn)工程之一。公司現(xiàn)有2臺(tái)15萬(wàn)千瓦燃煤發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為30萬(wàn)千瓦，年發(fā)電能力13.5～18億千瓦。此次對(duì)四臺(tái)引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行改造，采用了4套合康品牌型號(hào)為HIVERT-Y 06/271BP帶同步投切功能的高壓變頻器，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)安全穩(wěn)定運(yùn)行起到了很大作用。

機(jī)組配備有四臺(tái)引風(fēng)機(jī)，設(shè)備型號(hào)如下：

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二、現(xiàn)場(chǎng)工藝介紹

1.同步投切

同步投切是變頻器與工頻電網(wǎng)之間相互切換的紐帶，它利用鎖相環(huán)技術(shù)，使變頻器輸出電壓的頻率、相位、幅值跟蹤電網(wǎng)電壓并保持一致，以進(jìn)行平穩(wěn)切換；為多臺(tái)水泵的順序自動(dòng)軟啟動(dòng)和需要在工頻和變頻電源之間頻繁切換的系統(tǒng)等，提供了可靠、便利的解決方案。

同步投切有兩種工況：一是變頻投工頻，二是工頻投變頻。這兩種情況下，都要求變頻器根據(jù)輸入側(cè)電網(wǎng)電壓，進(jìn)行輸出電壓同期。

關(guān)于工頻投變頻，原先負(fù)載處于工頻運(yùn)行，變頻器接收到投切指令后啟動(dòng)，運(yùn)行到工頻，鎖定電網(wǎng)電壓頻率、幅值和相位，然后，將變頻器輸出通過(guò)電抗器與工頻電網(wǎng)并聯(lián)向負(fù)載供電。在將負(fù)載從工頻電網(wǎng)轉(zhuǎn)移到變頻器后，斷開(kāi)負(fù)載的工頻供電支路，隨后，負(fù)載由變頻器驅(qū)動(dòng)運(yùn)行。

關(guān)于變頻投工頻，原先負(fù)載處于變頻運(yùn)行狀態(tài)，變頻器接收到投切請(qǐng)求后，運(yùn)行到工頻，鎖定電網(wǎng)電壓頻率、幅值和相位，然后，將工頻輸出合閘，變頻器與工頻電網(wǎng)并聯(lián)向負(fù)載供電。在將負(fù)載從變頻器轉(zhuǎn)移到工頻電網(wǎng)后，斷開(kāi)負(fù)載的變頻供電支路，隨后，負(fù)載由工頻電網(wǎng)驅(qū)動(dòng)。

2.改造前引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行情況

改造前引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)如下圖1-1

圖1-1

由圖1-1系統(tǒng)可知，變頻器帶工頻旁路系統(tǒng)主回路由KM1、KM2、KM3、QS1、QS2以及高壓變頻器組成。變頻運(yùn)行時(shí)：KM1、KM2、QS1、QS2處于合閘位置，KM3處于分閘位置，系統(tǒng)變頻運(yùn)行

工頻運(yùn)行時(shí)：KM3處于合閘位置，KM1、KM2、QS1、QS2處于分閘位置，系統(tǒng)工頻運(yùn)行

上訴系統(tǒng)對(duì)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制過(guò)程中。變頻器故障，KM1、KM2分閘，變頻器通過(guò)旁路開(kāi)關(guān)自動(dòng)變切工，由于切換的瞬間，變頻工頻電壓未進(jìn)行鎖相，存在著切換時(shí)電流過(guò)大，導(dǎo)致上級(jí)開(kāi)關(guān)柜跳閘，而無(wú)法完成切換的情況，而一旦變切工失敗，電廠運(yùn)行人員不得不投入RB聯(lián)鎖，將機(jī)組負(fù)荷迅速降低，穩(wěn)定爐膛壓力，如果RB失敗，機(jī)組將發(fā)生非停重大事故，對(duì)機(jī)組生產(chǎn)穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響，而變頻器維修完畢后，將變頻器投入運(yùn)行的方法是選擇機(jī)組負(fù)荷較低時(shí)，將故障側(cè)風(fēng)機(jī)停下，僅靠一臺(tái)變頻器維持整個(gè)機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行，然后人工將停機(jī)側(cè)的變頻器再次投入運(yùn)行，這個(gè)過(guò)程中一旦另一臺(tái)變頻器故障將直接導(dǎo)致機(jī)組非停，同樣存在巨大風(fēng)險(xiǎn)。

3.改造后引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行情況

引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)如下圖1-2

圖1-2

由圖1-2系統(tǒng)可知，高壓變頻器同步投切系統(tǒng)主回路由開(kāi)關(guān)KM1、KM2、KM3、QS1、QS2、高壓變頻器，電抗器L以及控制系統(tǒng)PLC組成，其中控制系統(tǒng)對(duì)各開(kāi)關(guān)位置進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)變頻器信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視分析，對(duì)輸入輸出波形進(jìn)行鎖相。同步投切功能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)工頻運(yùn)行與變頻器調(diào)頻運(yùn)行之間的互相切換，即頻工投切和工頻投切。頻工投切時(shí)先由變頻器拖動(dòng)電機(jī)運(yùn)行，通過(guò)鎖相技術(shù)，當(dāng)變頻器的輸出頻率、幅值、相位都與電網(wǎng)相符時(shí)并網(wǎng)，并網(wǎng)后將電動(dòng)機(jī)從變頻切出，投入電網(wǎng)運(yùn)行；工頻投切時(shí)變頻器先空載運(yùn)行，通過(guò)鎖相技術(shù)，當(dāng)變頻器輸出頻率、幅值、相位與電網(wǎng)一致時(shí)并網(wǎng)，并網(wǎng)后將電動(dòng)機(jī)。

工頻切出，投入變頻運(yùn)行。

監(jiān)視器參數(shù)設(shè)置：控制方式設(shè)為遠(yuǎn)程控制，停機(jī)方式設(shè)為自由停機(jī)，遠(yuǎn)程啟停方式設(shè)為脈沖（脈沖寬度300-500ms）有效，反轉(zhuǎn)禁止，變頻器無(wú)重故障。

4．合康高壓變頻器同步投切系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟啟動(dòng)，避免電機(jī)啟動(dòng)時(shí)大電流給供電系統(tǒng)和拖動(dòng)系統(tǒng)帶來(lái)的不利影響，（2）便于系統(tǒng)維修及維護(hù)，降低維護(hù)費(fèi)用，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命；

（3）系統(tǒng)可靠性高、安全性好，滿足嚴(yán)格的電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);

（4）實(shí)現(xiàn)工/頻、頻/工之間的無(wú)擾動(dòng)切換，無(wú)須停機(jī)。

三、結(jié)束語(yǔ)

從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況看，采用了同步投切功能，引風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)可以很好地實(shí)現(xiàn)變頻器變頻運(yùn)行方式和工頻運(yùn)行方式的雙向切換，有效解決了現(xiàn)場(chǎng)高壓變頻器檢修及故障恢復(fù)過(guò)程帶來(lái)的復(fù)雜操作以及切換時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)，整個(gè)切換過(guò)程自動(dòng)完成，無(wú)需人為操作值守，操作簡(jiǎn)單便捷。

參考資料

[1]方春恩 鄒積巖 叢吉遠(yuǎn) 丁富華《基于DPS無(wú)功補(bǔ)償電容器組同步投切裝置》 高壓電器  2003

[2]張雪平 《鎖相技術(shù)在變頻調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用》 化工自動(dòng)化及儀表  2005

[3]合康變頻，HIVERT通用高壓變頻器用戶手冊(cè)，北京合康新能變頻技術(shù)有限公司，2012

作者簡(jiǎn)介

楊敏（1985.10-） 男  本科  北京合康新能變頻技術(shù)有限公司  技術(shù)工程師

研究方向：工業(yè)自動(dòng)化，電氣系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)