1引风机（利用软件对风机机身进行设计仿真） 变频改造方案
国电铜陵发电有限公司引风机变频器采用的是美国罗宾康公司(2005年被西门子公司收)生产的空冷型完美无谐波系列高压变频器。改造前,引风机控制方式为:利用入口挡板调节开度的大小来控制风烟系统的风量
。改造后,系统结构发生了变化,引风机的控制模式也由原来的挡板控制模式改为挡板100%OPEN状态。
1.1变频器的总体结构
变频器的总体结构包括:输入变压器,整流单元,IGBT逆变单元,I HV滤波器单元及控制单元等部分。
1.2DCS控制中增加以下内容a.通过DCS系统实现高压变频器启停操作;b.通过DCS控制高压变频器转速实现变频的手自动控制;c.在DCS系统的显示报警中增加高压变频器轻故障报警块、重故障报警块。
2运行方式及控制逻辑的说明
2.1引风机高压变频器的运行方式
高压变频器运行方式分为就地及远方控制两种。变频器受DCS控制时分自动和手动方式。手动状态时,运行人员通过改变画面转速控制块控制高压变频器转速,实现负压调节。
2.2引风机变频涉及的相关跳闸保护
a.单侧风机的变频跳闸联跳相应一侧的送风机,并关闭相应挡板及静叶。
b.双侧风机的变频跳闸后,相应的两侧风机
高压开关联跳,主保护PLC控制器中的MFT跳闸回路不变。
3变频器投运以来的故障记录
系统经过调试后,于2009年10月正式投运。但是投运不久,四台引风机变频器频繁出现故障报警甚至跳闸现象。
4变频器故障剖析
针对变频器投运后出现的一系列问题,技术人员对变频器进行了彻底检查,给出了故障剖析和具体处置策略,以下是一些故障处置情况的归纳:
4.1单元超温报警
投运以来故障率最高的!单元超温报警?现象引起了大家的高度重视,技术人员首先剖析了出现超温报警的可能原因,诸如#温度传感器检测不准确;应答给MB板的信号状态位错误;%环境温度偏高且散热不畅。然后一一排除可能性。单元温度报警可以复位,因此可以排除原因#所述温度传感器检测不准确的可能。又因为现场冷却风机运转正常,进风量合适,室内气温大概15&左右,符合运行要求,可以排除原因%。为了保证变频器能正常
运行,最后决定更换经厂家检测合格的单元控制板。
4.2I OC故障报文
针对变频器出现I OC故障报文,厂家售后服务人员提出可能的原因有:#负载波动大且电流突变超过1.5倍额定电流;输出电流检测回路接线松动;%I/O板功能失效;变频器控制系统受到干扰。经现场检查后,发现引风
机用工频运行时负载平稳,无大电流波动现象,因此可以排除原因#所述负载波动的可能性。针对原因所述内容,大家对现场仔细检查后确认检测回路接线无松动,因此也可以排除。针对原因%所述内容,目前不能肯定,因为
目测I/O板,无烧毁现象,但是由于检测回路元件较多,不排除某一元件特性存在早期失效现象。针对原因所述内容,技术人员通过现场实验后发现变频器4~20 MA信号有受干扰现象,增加输出隔离器后正常。说明变频器控
制回路受外界干扰影响较大。因此采取的办法是更换I/O板,更换底板插槽。
4.3直流母线过电压故障
针对直流母线过电压(DC BusOverVolt)故障,技术人员共同商讨后,提出故障发生的可能原因:#单元控制板检测回路故障;信号调制板故障;%I/O板数据错误,导致实际输出电压超限。经现场检查后,发现目视单元控
制板及插头正常,并且启动正常,因此证明不是检测回路有问题,根据B1、B4、B3功率单元同一时间段报出同一故障的现象,原因#所述检测回路故障可以排除。
根据事件记录,每次出现单元过压故障都是在变频器故障复位后重新启动,在电机上加励磁电压之后出现。这就表示单元直流母线过电压与这一时间加在电机上的励磁电压有关。检查SOP程序发现,当变频器发生I OC故障时,程序将在故障复位0.5s后自动启动变频器。而此时电机正处于再生感应反电动势状态,一般情况下电机再生感应反电动势将在2s左右迅速衰减到0V。若电机在自由停机2s内启动,将有可能出现加到定子上的励
磁电压与再生感应反电动势波形叠加,造成定子上的实际电压过大。若电机实际电压过大,则此电压将进入单元流母线,会造成单元直流母线过电压故障。由于2s后重新启机易引起供风量不足,供风量不足会导致脱硫系统跳闸,而0.5s重新启机又出现单元过压在画面上投入!正暖阀位减小保持?模块。正暖结束时,!代替常数20
会自动回复为20,由于正暖结束,调门分配前指令恒等于总阀位,所以本次正暖逻辑自动失效,直到下次正暖才起作用。
从机组正暖控制存在的问题看,解决正暖时高调门过小也是需要的。增加参数!20?也可实现,但会使逻辑组态变得复杂,画面操作模块拥挤,更重要的是从防止高缸鼓风摩擦等安全性考虑,没有增加提高!20逻辑。在
每个高调门指令输出前,实际还有强制切换块,可人为对指令进行干预,确实需要增加高调门阀位时,维护人员可强制开大高调门,开启速率也可人为控制。
4.4最大可旁路功率单元数
引风机变频器系统中设有!小旁路,该回路的功能是当变频器中某一个或几个功率单元出现一些重故障如单元过压、I OC故障报警后,旁路控制板会发出指令将该功率单元短接,使其退出运行。四台变频器在运行过
程中经常出现功率单元被旁路的现象,但是有的变频器当4个功率单元被旁路时,立即跳6kV电源开关,有的变频器却是当6个功率单元被旁路时,跳6kV电源开关。
经检查发现,在参数设置中几台变频器可最大旁路的功率单元数设置不同。根据厂家意见将参数值统一设置为4。由变频器参数可知:每旁路一个功率单元,输出功率相应下降5~7%。在这种设置下,整个系统共15个功
率单元中,出现4个功率单元故障时,变频器会停机并跳开6kV电源开关。
5结束语
改造前,由于引风机电机转速不可调,电动机只能工作在开或停两种状态,即使当热负荷很小的时候,特别是两台引风机电动机同时运行,其电动机的功耗远大于实际负载的需要,从而造成了不必要的能耗。虽然轴流
风机较离心式风机而言在低负荷运行时其效率有所提高,但大量的能量还是浪费在风道入口导叶上,从节能的观点来看,引风机的节能潜力大,调速范围较宽,使用高压变频改造后其技术性能和经济性能都较好。改造后,变频器故障率很高,曾多次跳闸,引发机组RB动作,并且在引风机变频器出现故障后,只能通过降负荷、停电倒闸的方式将引风机由变频转为工频运行。频繁倒换运行方式的操作危险性很大,因此提高变频器设备的安全可靠性至关重要。通过相关技术人员多次对变频器设备硬件和软件进行改进,目前变频器设备已恢复正常。
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