剛家惠

摘 要：通過對給粉變頻現(xiàn)狀分析，提出利用直流支撐技術，對現(xiàn)有的給粉變頻調速控制系統(tǒng)進行改造，確保在電網(wǎng)晃電時，變頻器不會因為低壓跳閘，爐膛不會因為熄火或者MFT動作而停爐，進而確保爐膛給粉平穩(wěn)、負荷穩(wěn)定度過晃電期。

關鍵詞：SGS；變頻器；VSP直流支撐；給粉機

中圖分類號： TH165.3 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）17-181-2

1 遼化熱電廠變頻給粉系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在問題

遼化熱電廠有7臺鍋爐，給粉機采用變頻調速控制，變頻器采用的是AB變頻器。每臺爐的給粉機的動力電源配電盤有兩個，各帶6臺給粉機。每個配電盤設有兩路電源，取自不同的廠用段。給粉機的轉速是由鍋爐DCS輸出的信號控制的，通過改變變頻器的轉速來調整給粉機的給粉量。同時，將變頻器的起、停、故障和交流電源等信號進行采集傳送給DCS，DCS通過這些信號來控制給粉機全停邏輯。當鍋爐MFT保護動作時，則切除給粉機兩路電源，給粉機全部停運，停止向爐膛供粉。

變頻器本身有欠壓保護，當電壓低于一定程度時，變頻器欠壓保護動作停運。

基于上述邏輯，當電氣系統(tǒng)發(fā)生瞬間晃電或備自投切換時，變頻器欠壓保護動作使給粉機停運，并引發(fā)鍋爐MFT動作，跳開給粉配電柜兩路電源，爐滅火。這種事故在該廠經(jīng)常發(fā)生，嚴重影響企業(yè)生產穩(wěn)定，給遼化熱電廠造成較大的經(jīng)濟損失。

2 抗晃電主要應對措施

解決這一問題目前主要的應對措施有以下幾種：

①對鍋爐給粉機的全停時間進行調整。在鍋爐的爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)上對給粉機的全停邏輯進行延時，變頻器增置快速重啟動功能。當晃電恢復后，給粉機在延時內可以重新啟動，可以避免鍋爐滅火。但存在風險，延時的時間需要慎重，如果時間過短，達不到預期目的；如果延時的時間太長，則會有可能發(fā)生爆爐事故。

②更換給粉機變頻器。更換失電工作時間較大的變頻器。目前變頻器最大失電工作時間也經(jīng)常躲不過晃電時間。

③裝設交流在線UPS。如果每臺爐的給粉機都裝設UPS，則總容量很大，投資大，而實際用時很少，只是在晃電瞬間才使用，效率低，成本高。

④采用直流支撐方式，解決變頻器跳閘問題。變頻器原理就是通過整流單元將交流電變成直流電，再由逆變單元將直流電轉變成需要頻率的交流電的工作方式。其結構中設有直流母線，而直流支撐技術就是在變頻器晃電時，通過直流端子對直流母線進行電壓支持的方法，保證變頻器不會因為電壓低跳閘。（見圖1）

通過上述四種措施，我們認為第四種方案可行，故決定對我廠每臺爐給粉機采用直流支撐方式解決變頻器晃電問題。即加裝一套SGS安全給粉系統(tǒng)，我們選用南京國臣信息化自動公司生產的SGS安全給粉系統(tǒng)。

3 SGS安全給粉系統(tǒng)

3.1 工作原理

該系統(tǒng)由于在S直流輸出和變頻器直流母線間加裝了晶閘管和控制單元。正常運行時，通過控制晶閘管使之與變頻器完全隔離，保證當電網(wǎng)電壓在額定90%以上時，系統(tǒng)不工作，處于熱備用狀態(tài)；當電力系統(tǒng)出現(xiàn)晃電時，系統(tǒng)電壓若跌到額定電壓20%～90%之間，控制單元就會控制晶閘管瞬時啟動，維持變頻器直流母線電壓在DC500V左右，保證變頻器正常運行；當電網(wǎng)電壓恢復后，變頻器整流輸出端子電壓達到正常值時，控制單元會控制晶閘管停止輸出，SGS退出工作狀態(tài)，轉為熱備用狀態(tài)，變頻器自動轉換由電網(wǎng)供電；當MFT動作或變頻器停止運行時，SGS系統(tǒng)會自動退出。

本系統(tǒng)的核心設備是電壓暫降保護器VSP系統(tǒng)，它不僅具有連續(xù)電壓調節(jié)的功能，同時還具有修正電壓暫降、相位角偏差、不平衡等特性。該系統(tǒng)能夠保護敏感負載免受電壓突變的干擾。對電壓暫降作出快速校正，并能連續(xù)調節(jié)電壓和負載電壓補償。實現(xiàn)對交流電網(wǎng)中經(jīng)常出現(xiàn)的電壓暫降的免疫能力。

單套VSP的負載容量可達45kW。它對交流電網(wǎng)中低至40%的三相電壓暫降和斷電具有極快的響應速度，我廠的給粉機電機是2.2kW，12臺給粉機總容量是26.4kW，完全能夠滿足要求。（見圖2）

3.2 SGS系統(tǒng)組成

VSP升壓模塊：能保護直流設備不受電壓暫降損害。

執(zhí)行單元：回路單元由斷路器、接觸器、熔斷器和隔離單元組成。

監(jiān)測單元：是變頻器的聯(lián)鎖控制部分。負責監(jiān)測變頻器的運行狀態(tài)信號、故障信號，控制SGS系統(tǒng)的備份、投運和退出過程。同時對運行參數(shù)顯示，故障報警存儲，以及直流回路狀態(tài)監(jiān)測。

4 改造試驗與效果

在2013年我們開始#6、#7爐改造，改造中進行了帶負荷試驗。

試驗步驟如下：

①設置系統(tǒng)支持時間60S。

②依次啟動變頻器，觀察SGS運行指示正常，并依次停止變頻器均指示正常。

③將12臺給粉機變頻器全部啟動帶10%負荷。（現(xiàn)場條件限制，只能帶這些）分別斷開變頻器的交流電源空開，檢測SGS系統(tǒng)投入支持情況，通過檢測，每個給粉機都有放電電流記錄。在60S后放電電流自動回零，退出支持

試驗結果：

①并檢測在SGS支持期間，變頻器的頻率及轉述保持不變。

②在SGS支持期間，恢復變頻器的交流電源，檢測SGS的放電電流，發(fā)現(xiàn)均回零，自動退出支持。

③在SGS支持期間，發(fā)出MFT動作信號，檢測SGS的放電電流，發(fā)現(xiàn)均回零，自動退出支持。

從2013年12月改造結束后，運行2年時間運行來看，效果很好。期間經(jīng)過2次系統(tǒng)晃電及3次備自投自動切換，給粉機轉速平穩(wěn)，沒有波動，爐組運行正常。

5 結束語

SGS安全給粉系統(tǒng)能夠有效解決由于電網(wǎng)電壓波動以及備用電源自動切換裝置切換過程中，造成給粉機變頻器低壓保護跳閘問題，從而防止爐膛滅火、MFT動作，保證了鍋爐給粉系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

參 考 文 獻

[1] 姜忠山，閆紅廠，郭鵬.變頻器抗“晃電”的直流支撐概述[J].電子設計工程.2015，23（4）：21-23.

[2] 郭睿.針對變頻器設備抗晃電技術的應用[J].智能建筑，2015（11）.