一、 項(xiàng)目背景
        隨著我國(guó)電力體制改革的深入開(kāi)展，供求形勢(shì)的變化、廠(chǎng)網(wǎng)分家、競(jìng)價(jià)上網(wǎng)等政策的出臺(tái)，節(jié)約能源、節(jié)約廠(chǎng)用電、降低發(fā)電成本、提高生產(chǎn)效益，已經(jīng)是許多發(fā)電廠(chǎng)的一項(xiàng)自覺(jué)行動(dòng)。
       我國(guó)火力發(fā)電廠(chǎng)中，廠(chǎng)用電一般占發(fā)電量的4%~10%，降低廠(chǎng)用電直接關(guān)系著電廠(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。另外風(fēng)機(jī)是火力發(fā)電廠(chǎng)重要的輔助設(shè)備之一，鍋爐的四大風(fēng)機(jī)的總耗電量約占機(jī)組發(fā)電量的2%左右。隨著火電機(jī)組容量的提高，鍋爐風(fēng)機(jī)的容量也在不斷增大，占機(jī)組容量的3%以上。因此，提高風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率對(duì)降低廠(chǎng)用電率具有重要的作用。
        國(guó)電貴陽(yáng)發(fā)電廠(chǎng)總裝機(jī)容量為2×200MW，兩臺(tái)900T/h煤粉爐，每臺(tái)鍋爐配置兩臺(tái)送風(fēng)機(jī)（1800kW/6kV）和兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)(2000kW/6kV)，均為離心式風(fēng)機(jī)，采用入口風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)風(fēng)量。由于機(jī)組調(diào)峰任務(wù)重，負(fù)荷在100MW～200MW之間大幅度變化。由于采用風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)，造成巨大的節(jié)流損耗，浪費(fèi)了大量的電能，致使廠(chǎng)用電率居高不下，供電煤耗高，發(fā)電成本不易降低。
        當(dāng)機(jī)組在額定負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，風(fēng)機(jī)效率較為理想，但當(dāng)機(jī)組降負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，一部分功率被消耗在擋板上，且機(jī)組負(fù)荷越低，消耗在擋板上的功率越大，從而使風(fēng)機(jī)效率隨機(jī)組負(fù)荷降低而迅速下降。
該系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中還存在一些其他問(wèn)題：
1.擋板動(dòng)作遲緩，手動(dòng)時(shí)運(yùn)行人員操作不靈活，如操作不當(dāng)還會(huì)造成風(fēng)機(jī)振動(dòng)。投自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，很難滿(mǎn)足最佳調(diào)節(jié)品質(zhì)。
2.風(fēng)機(jī)擋板執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障較多，不能適應(yīng)長(zhǎng)期頻繁調(diào)節(jié)，使風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)一直不能正常投入自動(dòng)運(yùn)行。
3.風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)，采用直流起動(dòng)方式，起動(dòng)電流為額定電流的5~7倍，電動(dòng)機(jī)受到的機(jī)械，電氣沖擊較大，經(jīng)常發(fā)生轉(zhuǎn)子籠條斷裂故障。
4.電動(dòng)機(jī)容量比風(fēng)機(jī)額定出力大，多余容量不能利用，降低了效率，浪費(fèi)了電能。
5.擋板受沖擊，磨損較嚴(yán)重，漏風(fēng)現(xiàn)象嚴(yán)重。
        因此選擇高效的風(fēng)量調(diào)節(jié)方式對(duì)送引風(fēng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造已成為當(dāng)務(wù)之急。為了進(jìn)一步適應(yīng)廠(chǎng)網(wǎng)分家、競(jìng)價(jià)上網(wǎng)的電力體制，進(jìn)一步節(jié)約能源，降低廠(chǎng)用電率，保護(hù)環(huán)境，改善運(yùn)行控制方式，減少風(fēng)機(jī)的磨損和噪音，利用電機(jī)變頻調(diào)速方法實(shí)現(xiàn)風(fēng)量調(diào)節(jié)，達(dá)到節(jié)能和實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制的目的，貴陽(yáng)電廠(chǎng)采用了深圳市科陸變頻器有限公司生產(chǎn)的8臺(tái)CL2700系列高壓變頻器對(duì)兩臺(tái)機(jī)組的送引風(fēng)機(jī)進(jìn)行了變頻調(diào)速節(jié)能改造。

二、 CL2700系列變頻器的性能
        國(guó)電貴陽(yáng)電廠(chǎng)#8、#9機(jī)組引、送風(fēng)機(jī)共八臺(tái)，采用8臺(tái)CL2700系列變頻器進(jìn)行調(diào)速控制。變頻器為直接高—高方式的電壓源型，外加工頻旁路切換開(kāi)關(guān)。變頻器的主要性能指標(biāo)如下：
變頻器容量                  2500kVA
額定電流                      240A
輸入頻率                      50Hz
額定輸入電壓                6000V
允許電壓波動(dòng)                ±10%
輸出頻率范圍         0~50Hz(即：調(diào)速范圍0~100%)
變頻器效率                  ≥96%
過(guò)載能力                120%1min，150%立即保護(hù)
為了適應(yīng)電廠(chǎng)設(shè)備運(yùn)行安全性及工藝需要，變頻器除了滿(mǎn)足上述基本性能指標(biāo)要求外，還具有如下功能：
1.風(fēng)機(jī)變頻改造后，既可以變頻調(diào)速運(yùn)行，也可以直接投工頻運(yùn)行。
2.控制電源為兩路交流220V，兩路相互備用，當(dāng)兩路控制電同時(shí)故障時(shí)，UPS至少能維持30分鐘。
3.控制系統(tǒng)采用“雙DSP＋PLC＋觸摸屏”方案，系統(tǒng)可靠性高。DSP運(yùn)行速度達(dá)到納秒級(jí)，完全杜絕了“工控機(jī)＋PLC＋單片機(jī)”的工控機(jī)方案而出現(xiàn)的內(nèi)存損壞、風(fēng)扇停運(yùn)等故障。
4.變頻器配置單元旁路功能，在局部故障時(shí)，變頻器可將故障單元旁路，降額繼續(xù)運(yùn)行，減少風(fēng)機(jī)忽然停機(jī)造成的損失。旁路狀態(tài)可以長(zhǎng)期運(yùn)行，等適當(dāng)時(shí)候停機(jī)處理。
5.具有軟起動(dòng)功能，沒(méi)有電機(jī)啟動(dòng)沖擊引起的電網(wǎng)電壓下跌，可確保電機(jī)安全、長(zhǎng)期運(yùn)行；
6.系統(tǒng)采用中性點(diǎn)漂移技術(shù)，當(dāng)某個(gè)功率單元出現(xiàn)故障時(shí)，可以自動(dòng)監(jiān)測(cè)故障并啟動(dòng)單元旁路功能，使得該單元不再投入運(yùn)行，不用同時(shí)旁路故障單元的同一級(jí)其它兩個(gè)功率單元，程序會(huì)自動(dòng)進(jìn)行運(yùn)算，調(diào)整算法，使得輸出的三個(gè)線(xiàn)電壓仍然完全對(duì)稱(chēng)，系統(tǒng)能維持額定輸出的95%以上，幾乎對(duì)機(jī)組運(yùn)行不產(chǎn)生任何影響。
7.系統(tǒng)的功率單元為模塊化設(shè)計(jì)，同等容量的變頻器功率單元均可互換，功率單元更換方便，3分鐘即可更換一個(gè)模塊
8. 和電廠(chǎng)的DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫接口。

三、 改造項(xiàng)目具體實(shí)施方案

 圖一：現(xiàn)場(chǎng)示意圖

1、現(xiàn)場(chǎng)示意圖（如圖1）
#9機(jī)送/引風(fēng)機(jī)變頻室（如圖1：綠色部分）
#8機(jī)送/引風(fēng)機(jī)變頻室（如圖1：黃色部分）

2、選配變頻裝置型號(hào)及主要參數(shù)

3、變頻器系統(tǒng)方案
貴陽(yáng)電廠(chǎng)#8、#9機(jī)組八臺(tái)風(fēng)機(jī)變頻改造后，變頻器都采用手動(dòng)旁路一拖一系統(tǒng)方案，具體如下：
1) 手動(dòng)旁路一拖一主回路示意圖

2) 說(shuō)明
變頻運(yùn)行時(shí)，閉合QS1、QS3，斷開(kāi)QS2；
工頻運(yùn)行時(shí)，斷開(kāi)QS1、QS3，閉合QS2；
QS1、QS2與QS3為隔離刀閘開(kāi)關(guān)；
其中，QF1，M為貴陽(yáng)電廠(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。
3) 變頻改造后的情況
1.實(shí)現(xiàn)變頻、工頻相互手動(dòng)切換；
2.將變頻系統(tǒng)納入用戶(hù)DCS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方/就地控制；
3.電機(jī)以往的差動(dòng)保護(hù)在變頻時(shí)退出，工頻時(shí)投入；
4.變頻器除了對(duì)電機(jī)軟啟動(dòng)之外，還具有過(guò)壓、過(guò)載、過(guò)流等保護(hù)功能。

4、控制系統(tǒng)
1) 控制信號(hào)
貴陽(yáng)電廠(chǎng)#8、#9機(jī)組八臺(tái)風(fēng)機(jī)變頻改造后，變頻器由貴陽(yáng)電廠(chǎng)集控室DCS控制，變頻器至DCS具體控制信號(hào)如下：

貴陽(yáng)電廠(chǎng)#8、#9機(jī)組八臺(tái)風(fēng)機(jī)變頻改造后，電廠(chǎng)6kV配電裝置保護(hù)投切做了相應(yīng)變更，變更如下：
1.引風(fēng)機(jī)6kV高壓開(kāi)關(guān)間隔處增加合閘允許1LP、差動(dòng)保護(hù)2LP、速斷保護(hù)3LP共3塊保護(hù)壓板，對(duì)應(yīng)投入方式為：合閘允許1LP（變頻運(yùn)行切除，工頻運(yùn)行投入），差動(dòng)保護(hù)2LP（變頻運(yùn)行切除，工頻運(yùn)行投入），速斷保護(hù)3LP（變頻運(yùn)行投入，工頻運(yùn)行切除）；
2.送風(fēng)機(jī)6kV高壓開(kāi)關(guān)間隔處增加合閘允許1LP保護(hù)壓板，對(duì)應(yīng)投入方式為：合閘允許1LP（變頻運(yùn)行切除，工頻運(yùn)行投入）。
1) 運(yùn)行邏輯

四、 變頻改造后對(duì)設(shè)備的影響
引、送風(fēng)機(jī)采用變頻運(yùn)行后，除了節(jié)能和控制性能改善外，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行工況也明顯改善，有以下優(yōu)點(diǎn)：
1.實(shí)現(xiàn)風(fēng)門(mén)全開(kāi)，不再調(diào)整風(fēng)門(mén)，運(yùn)行自動(dòng)化程度大為提高，運(yùn)行和維護(hù)工作量降低。
2.變頻改造后，電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，降低了電動(dòng)機(jī)的故障率。
3.功率因數(shù)提高，從電網(wǎng)角度看，工頻運(yùn)行時(shí)功率因數(shù)為0.85左右，變頻運(yùn)行時(shí)功率因數(shù)達(dá)到0.96.因此，即使同樣滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，變頻運(yùn)行時(shí)，高壓輸入電流明顯比工頻運(yùn)行時(shí)小，這有利于節(jié)能和設(shè)備安全運(yùn)行。
4.采用變頻和旁路工頻雙套運(yùn)行方式，當(dāng)變頻器故障時(shí)，電動(dòng)機(jī)可投工頻旁路，電動(dòng)機(jī)定速運(yùn)行，不影響設(shè)備運(yùn)行，保證了機(jī)組的安全運(yùn)行。

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