二次风机变频系统在电厂改造的运用范文

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摘要：以某电厂二次风机的调速方式由液偶控制改为变频控制后，对DCS系统中二次风机控制逻辑进行了修改和优化，改造中涉及到锅炉MFT主保护、6kV真空断路器控制以及原液偶控制逻辑等。主要研究DCS系统中二次风机变频器控制控制逻辑的修改和优化。

关键词：自动控制；电厂改造；二次风机；变频；调速。

1引言

随着国内高压变频技术的发展与成熟，越来越多的火电厂将风机的调速方式都由液偶调速改为变频调速，提高风机运行的安全可靠性，延长了电机和风机的使用寿命和维修周期[1]，大大降低了低负荷状况下6kV电机的能耗。随着主设备的改造，DCS控制系统要进行相应的改造[2,3]，改造的原则是尽量利用原来DCS系统中的软硬件，确保改造后设备能够正常控制，保护能够正常动作，成本投入尽量少。

2改造前的二次风机控制方式

（1）改造前二次风机的启动，高压流化风机已经启动，二次风机电机的定子温度正常，入口挡板调节开度反馈小于5%，出口挡板开，液偶出口温度、进口油压正常，液偶勺管反馈小于5%等条件。

（2）顺序启动方式为：关二次风机入口挡板，开二次风机出口挡板，启动二次风机（直接输出DO信号到二次风机电机真空断路器），随后根据需要调整液偶勺管开度进行二次风机负荷的调整。顺序停止方式为：关二次风机入口挡板，停二次风机，关二次风机出口挡板。

（3）二次风机跳闸条件主要有：二次风机电机轴承温度高、二次风机进出口油温高等。（4）二次风机全停后要连锁动作锅炉MFT，切除锅炉助燃料，防止锅炉发生事故。

3改进后的变频器控制方式

（1）一次回路。该控制回路采用常规的配电方式，风机所有保护及原有对电机的保护及其整定值不变。变频器控制采用变频和事故工频运行两种模式，工频运行通过旁路控制实现，控制旁路采用自动旁路带隔离刀闸的自动旁路柜。旁路柜主要配置：三个真空接触器（KM1、KM2、KM3）和两个刀闸隔离开关K1、K2。KM2与KM3实现电气互锁，当KM1、KM2闭合，KM3断开时，电机变频运行；当KM1、KM2断开，KM3闭合时，电机工频运行。另外，KM1闭合时，K1操作手柄被锁死，不能操作；KM2闭合时，K2操作手柄被锁死，不能操作。

（2）二次回路。变频器控制单元柜的二次端子室内设有2个端子排，专用于与DCS系统之间的接口。XT1、XT2位于上部的IO接口电路板上。XT1接模拟输出、远程控制和现场开关量输入信号。模拟输出为两路4～20mA电流输出,第一路输出的模拟量对应的是输出频率，4～20mA对应0～50Hz，第二路输出的模拟量对应输出电流。远程控制主要是接受DCS系统输入的启停。现场开关量输入主要为高压分断，紧急停机等变频器本体上的状态信号。XT2输出状态指示和控制高压开关柜的合闸和跳闸回路、接模拟输入及通信等。变频器的输出状态为无源节点输出。合闸允许：系统无旁路柜时，串联于高压开关柜合闸回路，只有允许时才能合闸。闭合分闸：系统无旁路柜时，并联于高压开关柜分闸回路，有效后分断变频器的高压输入。模拟输入为两路4～20mA电流输入，最大输入电流30mA。变频器接收到DCS启动信号后，频率指令自动设置为5%。

4控制逻辑修改的研究

二次风机调速方式由液偶控制改造为变频控制后，主要是在二次风机电机和真空断路器之间加装了高压变频器，相应的控制回路和逻辑要进行修改。改造前二次风机的运行与停止状态信号都由真空断路器的状态信号提供，断路器合闸状态信号即为二次风机的启动信号，断路器的分闸状态信号即为二次风机的停止信号。所有涉及到二次风机启动停止的连锁信号都用的这两个状态信号。但是在加装上变频器后，断路器的状态信号就不能反映二次风机的启停状态了，仅仅能够表示真空断路器合闸，变频器高压带电。正因为状态信号的变化，从而造成控制逻辑要重新进行修改和优化。

5改造后存在的问题及解决方案

二次风机控制逻辑修改后，实现了二次风机的正常的启停，并且模拟连锁动作都正常。但在实际运行中发生了，在二次风机跳闸后再次启动时，二次风机变频器启动时间过长，造成风机启动失败。风机启动过程中检查发现，启动前二次风机在倒转状态，启动后，风机首先要克服倒转的力，造成电机过载，变频器无法启动。风机的倒转是由于风机的启动条件为风机的出口挡板全开，入口挡板全关，由于两台风机的风道相通，加上入口挡板关的不是很严，另外一台风机在启动状态就会造成这一台风机的倒转。如何能够确保风机在启动前不倒转，最好是出口挡板和入口挡板在启动时都关闭，风机启动后随着变频指令的增加，把挡板全开，这样能有效解决风机倒转的问题。同时，要确保风机在启动后出口挡板全开，对风机的启动条件逻辑做了修改：修改前风机启动必须要出口挡板全开，而且出口挡板的全开状态信号返回到DCS系统，才给二次风机发出启动指令，这时风机已经倒转，造成启动不了。修改为开出口挡板的同时启动二次风机，即DCS发出开出口挡板的指令后，不等出口挡板全开信号返回即启动二次风机，因为二次风机启动后，变频的指令在5%，出口挡板已经逐步开启，不会造成设备的损坏。在出口挡板全开后，可以调整变频器的指令来调整二次风机的负荷。修改后实现了风机在故障跳闸后能够重新启动。

6结语

本次对二次风机控制逻辑的修改和优化，加入了对变频器的控制，并对二次风机启动步序的修改。最大程度地利用DCS系统中原有的逻辑组态和卡件通道，减少了改造资金的投入。同时全面考虑了修改后二次风机和其他系统的连锁，确保了二次风机的正常启停和在故障状态下保护动作准确性。

参考文献

[1]郑伟.300MW机组风机变频控制系统研究与改进[J].华电技术,2012,34(08):54-56+59+79.

[2]EDPF-NT分散控制系统控制组态手册[M].北京国电智深控制技术有限公司，2005.

[3]北京合康变频维护手册[M].北京合康变频公司,2009.

作者:杨志军 单位:山西兆丰铝电有限责任公司自备电厂