高壓變頻器在鍋爐二次風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用有哪些？

    高壓變頻器的工作原理

　　高壓變頻器是一種串聯(lián)疊加性高壓變頻器，即采用多臺單相三電平逆變器串聯(lián)連接，輸出可變頻變壓的高壓交流電。按照電機(jī)學(xué)的基本原理，電機(jī)的轉(zhuǎn)速滿足如下的關(guān)系式：n=（1一s）60f/p=n。×（1一s）（P：電機(jī)極對數(shù)；f：電機(jī)運行頻率;s:滑差）從式中看出， 電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n。正比于電機(jī)的運行頻率（n。=60fp），由于滑差s一般情況下比較?。?-0．05），電機(jī)的實際轉(zhuǎn)速n約等于電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n。，所以調(diào)節(jié)了電機(jī)的供電頻率f，就能改變電機(jī)的實際轉(zhuǎn)速。電機(jī)的滑差s和負(fù)載有關(guān)，負(fù)載越大則滑差增加，所以電機(jī)的實際轉(zhuǎn)速還會隨負(fù)載的增加而略有下降。
　　變頻器本身由變壓器柜、功率柜、控制柜三部分組成。三相高壓電經(jīng)高壓開關(guān)柜進(jìn)入，經(jīng)輸入降壓、移相給功率單元柜內(nèi)的功率單元供電，功率單元分為三組，一組為一相，每相的功率單元的輸出首尾相串。主控制柜中的控制單元通過光纖時對功率柜中的每一功率單元進(jìn)行整流、逆變控制與檢測，這樣根據(jù)實際需要通過操作界面進(jìn)行頻率的給定，控制單元把控制信息發(fā)送到功率單元進(jìn)行相應(yīng)得整流、逆變調(diào)整，輸出滿足負(fù)荷需求的電壓等級。
　　移相式變壓器
　　移相變壓器的副邊繞組分為三組，構(gòu)成X脈沖整流方式；這種多極移相疊加的整流方式可以大大改善網(wǎng)側(cè)的電流波形，使負(fù)載下的網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)接近1。另外，由于副邊繞組的獨立性，使每個功率單元的主回路相對獨立，這樣大大提高了可靠性。
　　智能化功率單元
　　所有的功率模塊均為智能化設(shè)計具有強大的自診斷指導(dǎo)能力，一旦有故障發(fā)生時，功率模塊將故障信息迅速返回到主控單元中，主控單元及時將主要功率元件IGBT關(guān)斷，保護(hù)主電路；同時在中文人機(jī)界面上精確定位顯示故障位置、類別。在設(shè)計時已將一定功率范圍內(nèi)的單元模塊進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化考慮，以此保證了單元模塊在結(jié)構(gòu)、功能上的一致性。當(dāng)模塊出現(xiàn)故障時，在得到報警器報警通知后，可在幾分鐘內(nèi)更換同等功能的備用模塊，減少停機(jī)時間。
　　6kV電網(wǎng)電壓經(jīng)過副邊多重化的隔離變壓器降壓后給功率單元供電，功率單元為三相輸入，單相輸出的交直流PWM電壓源型逆變器結(jié)構(gòu)，相鄰功率單元的輸出端串聯(lián)起來，形成Y接結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)變壓變頻的高壓直接輸出，供給高壓電動機(jī)。6kV電壓等級的高壓變頻器，每相由六個額定電壓為600V的功率單元串聯(lián)而成，輸出相電壓最高可達(dá)3464V，線電壓達(dá)6000V左右。改變每相功率單元的串聯(lián)個數(shù)或功率單元的輸出電壓等級，就可以實現(xiàn)不同電壓等級的高壓輸出。每個功率單元分別由輸入變壓器的一組副邊供電，功率單元之間及變壓器二次繞組之間相互絕緣。二次繞組采用延邊三角形接法，實現(xiàn)多重化，以達(dá)到降低輸入諧波電流的目的。6kV電壓等級的變頻器，給18個功率單元供電的18個二次繞組每三個一組，分為6個不同的相位組，互差10度電角度，形成36脈沖的整流電路結(jié)構(gòu)，輸入電流波形接近正弦波，這種等值裂相供電方式使總的諧波電流失真大為減少，變頻器輸入的功率因數(shù)可達(dá)到0．95以上。
　　雙DSP控制系統(tǒng)
　　主控器的核心為雙DSP的CPU單元，使指令能在納秒級完成。這樣CPU單元可以很快的根據(jù)操作命令、給定信號及其它輸入信號，計算出控制信息及狀態(tài)信息，快速的完成對功率單元的監(jiān)控。
　　GPRS遠(yuǎn)程監(jiān)控
　　通過FTU配網(wǎng)裝置，將采集到的實際頻率、定子電壓、定子電流、壓力以及系統(tǒng)運行的狀態(tài)量和報警信息等等數(shù)據(jù)，利用GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到后臺服務(wù)器，后臺服務(wù)器可根據(jù)所收到的數(shù)據(jù)信息的分析結(jié)果作出相應(yīng)的處理操作，包括監(jiān)測工作狀態(tài)、系統(tǒng)運行參數(shù)、電流、電壓的超標(biāo)報警，這樣就可以對現(xiàn)場進(jìn)行實時監(jiān)控，以確定安全情況和運行情況。大幅提高了系統(tǒng)運行的可靠性、操作方式更加靈活、同時也減少了維護(hù)費用。

高壓變頻器在二次風(fēng)機(jī)的安裝應(yīng)用

　　二次風(fēng)機(jī)的作用是克服空氣預(yù)熱器、風(fēng)道、燃燒器的阻力，輸入燃燒風(fēng)，維持燃料充分燃燒。一旦二次風(fēng)機(jī)不能正常運行，不但影響生產(chǎn)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。所以，和二次風(fēng)機(jī)配套的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，要求具有極高的可靠性。二次風(fēng)機(jī)及電動機(jī)的額定參數(shù)如下：
　　二次風(fēng)機(jī)銘牌參數(shù)
　　型號：JLY75-13A
　　功率：450KW
　　風(fēng)量：199801m ／h
　　風(fēng)壓：5096Pa
　　主軸轉(zhuǎn)速：960 r／min
　　制造廠家：濟(jì)南風(fēng)機(jī)廠
　　二次風(fēng)機(jī)電動機(jī)銘牌參數(shù)
　　電機(jī)型號：Y4501-6
　　額定電壓：6000V
　　額定功率：450KW
　　額定電流：55A
　　額定轉(zhuǎn)速：990r／rain
　　絕緣數(shù)級：F級
　　接線方式：Y接
　　額定功率因數(shù)：O．84
　　變頻器的安裝改造
　　變頻器主回路接線圖如下：
　　變頻器采用的PowerSmart高壓大功率變頻器，其中QF為高壓斷路器，Qs1為電動機(jī)工頻隔離開關(guān)，Qs 2、QS3為電動機(jī)變頻隔離開關(guān)，QS1、QS2與QS3互鎖。從系統(tǒng)的原理圖中可看出，進(jìn)行變頻改造對原系統(tǒng)改動較小，可在較短時間內(nèi)完成改造方案，QS1的加入可使變頻在有故障的情況下工頻旁通。
　　變頻裝置工作電源正常為交流220V，從本機(jī)組380v段和保安段分別取一路電源。正常時一路工作，一路備用，如工作交流電源掉電，變頻裝置可分別通過其UPS裝置供電（UPS可提供工作電源30min），如UPS電量不足，則備用直流220V工作電源自動投入。
　　正常運行時，變頻器可通過爐膛負(fù)壓實現(xiàn)閉環(huán)自動調(diào)節(jié)變頻器轉(zhuǎn)速，根據(jù)熱工自動條件，也可開環(huán)實現(xiàn)手動給定輸出調(diào)節(jié)，最后輸出4-20mA信號，實現(xiàn)吸風(fēng)機(jī)速度給定。CRT換面變頻器操作頁面中，設(shè)起、停、復(fù)位軟按鈕共3個，分別控制變頻器的起、停輸出及故障復(fù)位。在運行中，變頻器若發(fā)生不影響運行的輕故障，只發(fā)報警，高壓開關(guān)不掉閘，若發(fā)生重故障，則高壓開關(guān)事故掉閘，同時報警。
　　變頻器的操作
　　變頻器的操作方法有三種，一是就地控制，直接利用控制柜觸摸屏的人機(jī)界面的啟動、加速、減速、復(fù)位、停止等按鈕實現(xiàn)變頻調(diào)速的操作過程。二是遠(yuǎn)程控制，通過遠(yuǎn)程控制器具，用開關(guān)和模擬給定，通過端子，I／0接口輸入操作命令及給定值。三是DCS控制，與DCS直接連接，實現(xiàn)與現(xiàn)場過程控制系統(tǒng)的完美結(jié)合，并通過現(xiàn)場過程控制系統(tǒng)實現(xiàn)控制，二次風(fēng)機(jī)的變頻控制主要采用DCS控制。
　　變頻器的啟動
　　一是正常啟動，按正常方式啟動后，自動上升頻率并以用戶設(shè)定的頻率穩(wěn)定運行。二是軟啟動，按軟啟動方式啟動后，直接升速到系統(tǒng)參數(shù)中提供的電網(wǎng)投切頻率，然后系統(tǒng)給變頻／工頻投切指令，并進(jìn)行相應(yīng)的電氣連鎖控制，達(dá)到軟啟動的效果。三是旁路功能，在變頻器故障不能投入運行的情況下，可以進(jìn)行手動旁路操作。將QS2，QS3斷開，QS1閉合，電機(jī)可由QF直接啟停，拖動電動機(jī)工作，此為變頻直接旁路功能，同時便于維護(hù)與檢修。

節(jié)能分析計算

　　在沒有進(jìn)行變頻調(diào)速時，二次風(fēng)機(jī)的運行方式是根據(jù)負(fù)荷變化調(diào)整調(diào)節(jié)門的開度來滿足負(fù)荷的變化要求。這種調(diào)節(jié)操作簡單，但調(diào)節(jié)精度低，管網(wǎng)系統(tǒng)的運行效率低。采用變頻調(diào)節(jié)時。如果根據(jù)負(fù)荷變化需要來調(diào)節(jié)風(fēng)壓，將風(fēng)壓調(diào)節(jié)在一個最優(yōu)的范圍內(nèi)，可以提高管網(wǎng)運行的整體效率，節(jié)能效果更加突出?？梢岳米冾l調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)精度高，操作方便的特點，優(yōu)化控制系統(tǒng)，提高系統(tǒng)效率。同時，變頻調(diào)速之后由于管網(wǎng)系統(tǒng)運行效率的提高，電動機(jī)不但減小了從電網(wǎng)輸入的功率，同時變頻器也提高了電網(wǎng)輸入的功率因數(shù)。這就使電動機(jī)從電網(wǎng)吸收的無功功率相對的降低了，由于電網(wǎng)傳輸?shù)臒o功率功率減小，使得無功功率的傳輸在電網(wǎng)中造成的有功損耗也降低，即無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量也降低了。