摘 要：通过对3#炉引风机变频调速改造的介绍，详细叙述了改造的目的、技术方案、改造过程和原理特性。具体分析了改造效果，特别是经济效果，更进一步认识高压变频器在节能降耗方面的作用。
关键词：高压变频器，DCS，变频调速，改造，节能
HARSVERT—A High Pressure Frequency Changer S on Power Plant Drawing Fan
Abstract：Through to the 3# stove d rawing fan frequency conversion velocity modulation transformation S introduction，narrated thetransformation goal，the technical program the transformation process and the principle characteristic in detail，The concretestudy transformation effect，specially the economic effect，has further know that the high—pressured frequency changer falls inthe energy conservation consumes the aspect the function。
Key words：High—pressured frequency changer DCS，frequency conversion velocity modulation，transformation， energy con—serv ation
山东丰源煤电股份有限公司通达热电厂一期工程4＊75T／H循环流化床锅炉+3＊15MW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5％～10％，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，不能满足提高装置整体自动化水平的需要。因此，决定先对3号炉引风机进行调速控制改造，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，提高经济效益。
变频调速在节能降耗、调速精度、凋速范围等方面具有同其它调速装置无法比拟的优越性， 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HARSVERT—A系列高压变频调速系统。
1 HARSVERT—A06／045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。
每个功率单元结构以及电气性能完全一致，可以互换，其电路结构见图1，为基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逆变桥进行正弦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输出端子相互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 波形进行重组，可得到如图3所示的阶梯正弦PWM 波形。这种波形正弦 度好，dv／dt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达到最优的运行性能。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，以及与现场各种操作信号和状态信号的协调。增强了系统的灵活性。
控制器结构上采用VME标准箱体结构，各控制单元板采用FPGA、CPLD等大规模集成电路和表面焊接技术，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，低压部分和高压部分完全可靠隔离，系统具有极高的安全性，同时具有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4）
2.2 DCS改造方案
我公司采用的是北京和利时系统工程公司的MACSⅡ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、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）满足KM1、KM2真空接触器断开，变频器未启动，6kV断路器已合闸的开许可条件，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，如果变频器发出重故障信号，则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）变频器停止命令、变频器不运行信号和定宽脉冲定时器，或有重故障信号或自启动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产生KM3不运行信号定宽25s后则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5
3 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（未进行变频改造）运行对比：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（260．345—82．0825）＊24＊300＊0．30=380547元。其改造投资为60万元，约两年时间即可收回投资。
4 结束语
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生产的高压大功率变频器性能良好，可靠性高，节能效果明显，满足连续生产对调速系统的要求，达到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计划进程。
参考文献
[1]SDGJ17—1988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HARSVERT—A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[M]2版北京：机械工业出版社，2003
（转载）
