摘要：本文介紹了東方日立變頻器及其工頻自動旁路在鍋爐引風機變頻調速中的應用和設計思路 　　關鍵詞: 東方日立 變頻器 工變頻互切 　　 　　1引言 　　隨著節能降耗建設節能性社會日益深入人心，高壓大功率變頻調速技術的日益成熟，變頻調速技術在火電廠逐漸得到了廣泛應用。近年來在送、引風機上的應用比較普遍，但應用中為確保可靠性多選用手動工頻旁路系統，實踐證明這一方式雖有一定作用，但卻有著重大缺陷，其主要問題是切換時必須停止風機運行。而停止風機運行，則將減少30%-40%鍋爐出力，直接影響發電量，造成電量損失。 　　為確保風機在變頻調速狀態下能夠無擾動的、平穩的、切換到工頻調速狀態下和在工頻運行狀態下，無擾動的、平穩的、切換到變頻運行狀態下，是非常必要的。日常維護保養和故障處理，均需要這一功能。 　　 　　2引風機變頻調速的主要技術要求 　　 引風機是火電廠鍋爐機組的重要輔機，一般每臺爐安裝兩臺，同時運行，每臺風機一般能滿足鍋爐額定出力60%的風量需要。為了確保汽輪發電機組穩發滿發，鍋爐機組則要保持出力穩定。要保持鍋爐機組出力穩定，引風機則必須保持穩定。從安全滿發的角度要求，引風機一刻都不能停止運行，停止運行就將造成減負荷，就要減少發電量，就將造成故障和影響發電企業效益。這一客觀要求，對鍋爐引風機提出了如下重要技術指標。 　　（1）可靠性要求。用戶對電能的質量要求是連續、穩定和可靠的。發電廠的汽輪發電機組和鍋爐機組的運行，則必須是連續、穩定和可靠的。這就要求鍋爐引風機必須安全穩定，其可靠性必須是100%。 　　（2）可調解性要求。鍋爐機組的燃燒狀況是變化的。隨著電網的需要機組的負荷也要發生變化，鍋爐機組隨時需要調整，因此鍋爐引風機也要隨著鍋爐出力和燃燒狀況進行調節。 　　可靠性和調節性是引風機變頻調速的重要技術指標。 　　 　　3 不同工頻旁路切換方式比較 　　 為確保引風機變頻運行的可靠性，生產改造和新建擴建項目中均設計有工頻旁路系統，其切換方式有二，一為刀閘切換的手動旁路系統，一為開關切換的自動旁路系統，現對兩種切換方式的優缺點比較如下： 　　（1）刀閘切換的手動旁路系統 　　 刀閘切換的手動旁路系統的主要優點是初投資較省；其缺點是只能在斷開引風機電源開關，停止引風機運行的情況下進行變頻切工頻或工頻切變頻操作。眾所周知滿負荷運行條件下，是不允許停止一臺引風機的。只能在低負荷且經過系統調度允許時才能進行，否則將影響負荷造成故障或事故。運行中停止一臺引風機進行切換，至少要減少鍋爐出力30-40%,亦即將影響發電機出力30-40%，這是運行中所不允許的。這是刀閘切換手動旁路系統的致命缺陷。 　　（2）開關切換的自動旁路系統 　　 開關切換的自動旁路系統，主要缺點是初投資較高（只是開關與刀閘的價差）其優點是能夠實現運行中變頻切工頻和工頻切變頻，這一切換過程是平穩的，無擾動的，不影響風機運行，不影響鍋爐負荷的，是完全適應引風機安全經濟運行需要的，是值得推廣應用的。 　　 實現變頻與工頻的自動切換的關鍵技術是切換過程中的同期問題，只有具有飛車啟動功能的變頻器和工頻變頻切換控制軟件系統，才能實現變頻與工頻的自動切換。 　　 　　4 東方日立變頻器能夠實現工頻變自動切換 　　發電廠鍋爐引風機傳統調節方式是擋板調節、雙速電機配合擋板調節、液力偶合器調節。近年來某些運行中的火電廠（國電朝陽發電廠、富春江熱電廠、四川白馬電廠、大唐淮北電廠、國電云南宣威發電公司等）從降低引風機單耗，降低廠用，提高調節精度出發，陸續進行變頻調速改造，收到了較好效果。但新建、擴建電廠在變頻器的應用上還有著距離和誤區。（這主要是缺乏相應行業標準，片面考慮初投資，不考慮投運后年運行費對企業經濟效益的影響所造成的）大唐長春第二熱電有限責任公司三期擴建設計中，對雙速電機、液力偶合器和變頻器進行了充分比較論證結論是：“從降低引風機單耗，降低年運行費用，降低發電成本，從“大力節約能源資源，加快建設資源節約型社會”考慮選用變頻器進行引風機調節是經濟的，是可取的”。從而決定引風機選擇變頻調速。 　　 高壓變頻器國際國內品牌眾多，歸結起來按其輸出電壓方式分可分為高高型和高低高型；按其中間環節類型分可分為電壓源和電流源型；按其電路結構分可分為三電平、SCR/SGCT電流源逆變器型和功率單元電壓串聯結構型。究竟哪種類型更適合應用到引風機變頻調速呢？經過比較東方日立生產的DHVECTOL-HI、DHVECTOL-DI高高型單元串聯多電平電壓型變頻器，其主要技術特點是：整體效率高，可達97%（含輸入移相變壓器）；輸入電流諧波＜4%，輸出電流諧波＜2%，無諧波傷害，對電機和電纜絕緣無損傷；魯棒型無速度傳感失量控制；125% 1分鐘過載能力；中、英文語言界面；滿載輸出可以承受30%的電網電壓下降繼續運行；瞬停再啟動功能，允許瞬停時間≤5秒；飛車啟動功能，電動機不帶電惰走時，可自動啟動運行；工頻自動旁路功能，即工頻變頻可實現互切，且連鎖風機擋板保持爐膛負壓穩定在允許范圍，這一功能是引風機變頻調速所必不可少的。 　　 　　5 工頻自動旁路系統的設計和應用 　　 應用DHVECTOL-HI、DHVECTOL-DI變頻器和東方日立工頻變頻互切控制軟件設計了工頻自動旁路系統 　　其主要功能是變頻切工頻，工頻切變頻，切換過程中聯鎖風機擋板至相應位置且保持爐膛負壓穩定在允許范圍。 　　 　　5.1工頻自動旁路系統結構及動作說明： 　　 （1）QS1、QS2為隔離開關；QF1、QF2為真空斷路器；KM1為真空接觸器。 　　（2）QS1、QS2與QF1、KM1閉鎖，即QS1、QS2斷開時，QF1、KM1合不上。 　　（3）QF2和KM1互鎖，QF2和QF1不互鎖。 　　（4）變頻切換工頻過程：先斷QF1，再斷KM1;然后合QF2，電機工頻運行，檢修變頻器時斷刀閘QS1、QS2。 　　（5）工頻切換變頻過程：先合刀閘QS1、QS2，然后合QF1，再斷QF2,最后合KM1,電機變頻運行。 　　5.3、工變頻互切程序 　　5.3.1、手動切換程序 　　（1）變頻切工頻 　　當前吸風機為變頻運行方式，欲切至工頻方式運行，首先切除爐膛負壓自動，手動逐漸增加變頻器轉速給定指令，同時關吸風機擋板門，在此過程中必須保持爐膛負壓在規定的范圍內，直至吸風機轉速達到工頻額定轉速，此時手動停止變頻運行，啟動工頻運行，工頻啟動正常后，爐膛負壓采用調整擋板開度控制，切換完畢。 　　（2）工頻切變頻 　　 當前吸風機為工頻運行方式，欲切至變頻方式運行，首先切除爐膛負壓自動，手動控制，先將變頻器轉速給定指令增加至工頻額定轉速，停止工頻運行，啟動變頻運行，當轉速達到額定值時，手動逐漸開擋板門，同時相應減小變頻給定指令，此過程必須保持爐膛負壓在規定的范圍內，當擋板門全開時，切換完畢。 　　5.3.2、自動切換程序 　　（1）變頻故障切工頻 　　故障切換僅限于變頻故障停機時切工頻，此方式應設置“變頻故障聯鎖工頻”按鈕，變頻運行方式時投入此按鈕，當變頻器故障跳閘信號傳送至DCS系統中時，DCS系統自動啟動工頻，工頻啟動過程中DCS系統自動關擋板門，在關擋板門過程中維持爐膛負壓在規定范圍內，切換結束后切除“變頻故障聯鎖工頻”按鈕。 　　（2）工頻自動切換至變頻 　　 工頻自動切換至變頻，投入“自動切換按鈕”，DCS系統切除爐膛負壓自動，進入工頻自動切變頻狀態，先將變頻轉速給定升至額定轉速，停止工頻運行，啟動變頻運行，當轉速達到額定值時，自動逐漸開擋板門，同時相應減小變頻給定指令，降低變頻轉速，此過程保持爐膛負壓在規定的范圍內，當擋板門全開時，切換完畢。