應(yīng)用ATV71變頻器有效解決給粉機(jī)變頻器低電壓跳閘問(wèn)

1、ATV71、變頻器、降壓、不跳閘1  引言    隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，變頻器以其調(diào)速精確、使用簡(jiǎn)單、保護(hù)功能齊全等優(yōu)點(diǎn)逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的調(diào)速控制裝置而在火電機(jī)組燃燒系統(tǒng)給粉控制中得到廣泛應(yīng)用。但由于某些特殊條件下電源電壓不穩(wěn)定，變頻器工作電源電壓驟降，導(dǎo)致變頻器在使用中產(chǎn)生了新的問(wèn)題變頻器低壓跳閘。一般情況下電網(wǎng)低電壓通常都是短時(shí)的，而變頻器的低壓跳閘會(huì)導(dǎo)致給粉電機(jī)停止，給粉機(jī)全停，鍋爐滅火，造成機(jī)組停運(yùn)，甚至威脅電網(wǎng)的安全運(yùn)行，危害十分嚴(yán)重。因此鍋爐機(jī)組燃燒系統(tǒng)給粉變頻調(diào)速控制必須要解決好變頻器低壓跳閘問(wèn)題。2  變頻器在火電廠給粉系統(tǒng)的應(yīng)用

2、情況    火電廠大型煤粉鍋爐的煤粉由磨煤機(jī)磨制。制粉系統(tǒng)分直吹式和儲(chǔ)倉(cāng)式二類。儲(chǔ)倉(cāng)式系統(tǒng)一般采用鋼球式磨煤機(jī)，送粉采用乏氣送粉或熱風(fēng)送粉。采用儲(chǔ)倉(cāng)式系統(tǒng)的鍋爐，給粉量應(yīng)隨負(fù)荷及工況變化而改變，而改變給粉量的手段是通過(guò)改變給粉機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)的，以往的煤粉鍋爐一般采用直流調(diào)速、調(diào)壓調(diào)速或滑差電機(jī)等調(diào)整手段，其中以滑差電機(jī)進(jìn)行調(diào)速較為普遍，此種方法存在設(shè)備復(fù)雜、操作繁瑣、運(yùn)行可靠性差、調(diào)速精度及線性度差、能耗高、維護(hù)工作量大等缺點(diǎn)。近年來(lái)，隨著變頻調(diào)速技術(shù)的迅速發(fā)展，變頻調(diào)速器以其體積小、重量輕、可控性和可靠性高、通用性強(qiáng)、調(diào)速范圍大、特性好及節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，在電廠鍋爐燃

3、燒給粉系統(tǒng)中得到普遍應(yīng)用。3  變頻器低電壓跳閘原因分析3.1 變頻器低電壓跳閘原因    變頻器低電壓主要是指中間直流回路的低電壓，一般能引起中間直流回路的低電壓的原因來(lái)自兩個(gè)方面：    （1）來(lái)自電源輸入側(cè)的低電壓    正常情況下的電源電壓380V，允許誤差為-15%+10%，經(jīng)三相橋式全波整流后中間直流的電壓值為513V，個(gè)別情況下電源線電壓較小的電壓波動(dòng)，也不會(huì)造成變頻器的低電壓跳閘，只有電網(wǎng)電壓有效值介于額定值的80%85%之間，并且持續(xù)時(shí)間達(dá)一個(gè)周期以上，才會(huì)引起變頻器動(dòng)作。電源

4、輸入側(cè)的低電壓主要是由于電網(wǎng)電壓的波動(dòng)或主電力線路切換、雷擊使電源正弦波幅值受影響、電廠本身的變壓器超載或負(fù)荷不平衡等。    （2）來(lái)自負(fù)載側(cè)的低電壓    這方面的原因主要是大型設(shè)備啟動(dòng)和應(yīng)用、線路過(guò)載或啟動(dòng)大型電動(dòng)機(jī)等。 3.2 變頻器低電壓跳閘原因分析    變頻器是由整流器和逆變器兩部分組成。通過(guò)對(duì)變頻器的研究，變頻器低電壓指其中間直流回路低電壓（即逆變器輸入電壓過(guò)低）。一般的變頻器都具有過(guò)壓、失壓和瞬間停電的保護(hù)功能。變頻器的逆變器功率器件分為GTR和IGBT兩種，變頻器的逆變器件為GTR時(shí)，

5、一旦失壓或停電，控制電路將停止向驅(qū)動(dòng)電路輸出信號(hào)，使驅(qū)動(dòng)電路和GTR全部停止工作，電動(dòng)機(jī)將處于自由制動(dòng)狀態(tài)。逆變器功率器件為IGBT時(shí)，在失壓或停電后，將允許變頻器繼續(xù)工作一個(gè)短時(shí)間td，若失壓或停電時(shí)間totd，變頻器將平穩(wěn)過(guò)度運(yùn)行；若失壓或停電時(shí)間totd，變頻器進(jìn)行自我保護(hù)停止運(yùn)行。一般td都在15-25ms,而電源“晃電”時(shí)間to一般都在幾秒鐘以上，變頻器均會(huì)自我保護(hù)停止運(yùn)行，使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。因此解決變頻器低電壓跳閘問(wèn)題不能從變頻器固有時(shí)間td和失壓時(shí)間to入手，而必須從能夠承受降壓的幅值著手。4  變頻器低電壓跳閘解決方法    解決變頻器低

6、電壓跳閘問(wèn)題要掌握好兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一是要選擇具備IGBT逆變器件的變頻器；二是要選擇在大幅度失壓條件下仍能正常工作的變頻器。經(jīng)過(guò)大量的市場(chǎng)調(diào)研和相關(guān)的試驗(yàn)論證，施耐德ATV71變頻器具備超低電壓運(yùn)行性能，輸入電壓下降到額定電壓的50%時(shí)仍能正常工作，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于同類的其他變頻器產(chǎn)品，其他類別變頻器產(chǎn)品在輸入電壓低于額定電壓85%時(shí)，均已不能正常運(yùn)行工作。施耐德ATV71變頻器經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)帶載試驗(yàn)，變頻器輸入電壓下降到202V時(shí)，變頻器仍能連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，由于電源側(cè)的擾動(dòng)幅度一般情況下不會(huì)超過(guò)55%，因此采用施耐德ATV71變頻器能夠有效解決變頻器低電壓跳閘的隱患。5  ATV71變頻器欠壓

7、功能及速度曲線的參數(shù)配置    ATV71變頻器欠壓功能及速度曲線的參數(shù)配置如表1所示。表1  ATV71變頻器欠壓功能及速度曲線的參數(shù)配置6  降壓運(yùn)行功能試驗(yàn)    降壓運(yùn)行功能試驗(yàn)內(nèi)容如表2所示。表2  降壓運(yùn)行功能試驗(yàn)內(nèi)容    試驗(yàn)結(jié)論：經(jīng)過(guò)對(duì)兩臺(tái)給粉機(jī)進(jìn)行降壓試驗(yàn)，證實(shí)施耐德ATV71變頻器輸入電壓欠壓保護(hù)動(dòng)作電壓值為202V。變頻器輸入電壓降壓試驗(yàn)過(guò)程中，施耐德變頻器控制面板各項(xiàng)參數(shù)顯示正確，各項(xiàng)功能正常。變頻器輸入電壓降壓試驗(yàn)過(guò)程中，給粉電機(jī)運(yùn)行狀況正常，給粉

8、電機(jī)各運(yùn)行參數(shù)正常。滿足電廠鍋爐燃燒給粉調(diào)速系統(tǒng)的運(yùn)行要求。7  ATV71變頻器應(yīng)用效果    大唐長(zhǎng)春第二熱電有限責(zé)任公司是國(guó)內(nèi)使用變頻調(diào)速裝置較早的企業(yè)之一,廠內(nèi)鍋爐燃燒給粉系統(tǒng)采用的也是變頻調(diào)速控制方式，在變頻器使用的過(guò)程中也多次遇到了變頻器低電壓跳閘問(wèn)題,給公司造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，本年度應(yīng)用法國(guó)施耐德ATV71變頻器對(duì)鍋爐給粉變頻系統(tǒng)進(jìn)行了改造，改造后進(jìn)行變頻器帶負(fù)載實(shí)驗(yàn)，電源電壓降至203V時(shí)，變頻器輸出電壓及頻率未發(fā)生變化，給粉機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定不變。經(jīng)過(guò)對(duì)給粉機(jī)變頻器改造，應(yīng)用超低電壓保護(hù)的施耐德ATV71變頻器，提高了燃燒系統(tǒng)抗電源電壓沖擊能力，消除了隱患，保證了機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。8  結(jié)束語(yǔ)    通過(guò)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用可以得出如下結(jié)論：    （1）火電廠鍋爐給粉（給煤）機(jī)應(yīng)用變頻器實(shí)現(xiàn)給粉（給煤）量的調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了鍋爐負(fù)荷的調(diào)節(jié)是肯定的，是傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方式無(wú)法替代的法；    （2）電廠運(yùn)行中雷害、系統(tǒng)沖擊、廠用電壓異常波動(dòng)是不可避免的，由此造成給粉機(jī)變頻器低電壓跳閘，鍋爐滅火其損失是巨大的；    （3）變頻器低電壓跳閘問(wèn)題已成為威脅電廠安全生產(chǎn)的隱患，解決給粉機(jī)變頻器低電壓跳閘