发电厂变频器自动切换模式应用的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种发电厂变频器自动切换模式应用，机组正常运行期间引风机“工频切变频”时，为能提早满足机组运行特性，可由运行人员手动调节引风机入口挡板，并维持炉压稳定后进行引风机“工频切变频”，“工频切变频”成功后再由运行人员手动调节挡板至预设开度；引风机“变频切工频”时，由于引风机入口挡板基本位于全开位，所以需增加引风机入口挡板开度与负荷对应的开度曲线，以取得最佳调整方式，经过试验确定引风机入口挡板限位在60％。
【专利说明】发电厂变频器自动切换模式应用
【技术领域】
[0001]本发明属于应用变频技术与微电子【技术领域】，具体涉及一种发电厂变频器自动切换模式应用。
【背景技术】
[0002]三门峡电厂#2机组引风机为双吸入离心式，配备北京国电思维SWdrive-MV06/2500变频器，2013年I月#2机组AB引风机变频器相继因变频器重故障而导致机组非停；原引风机工频和变频启动均为刀闸模式，以及工频切变频、变频切工频均需停风机、降负荷、投油才能完成，所以其保护设置有引风机均停MFT、引风机变频器均停MFT;在此背景下，现场引风机运行急需一种解决方法，即能够满足引风机变频运行和工频运行，且能实现引风机变频自动切换工频运行，以及远方DCS操控变频启动和工频启动引风机运行，另外，在引风机变频工频相互切换过程中能够实现炉压控制的无扰切换，避免因引风机变频工频相互切换而导致炉压高或炉压低触发锅炉MFT而停机。
[0003]2013年9月#2机组A级检修期间，三门峡电厂#2机组两台引风机变频器进行升级改造，拟采用北京国电思维SWdrive-MV06/5000变频器，该型号变频器具备远程变频启动和工频启动模式，且能够实现变频器重故障触发变频切至工频运行模式，以及手动进行变频工频相互切换，但随着调试试用性阶段发现该变频器可靠性差，内部回路复杂，重故障信号频繁发出而致使变频器频繁由变频模式切至工频模式，这对炉膛负压的调节产生很大的隐患，为此，针对此种现象，发明一种发电厂变频器自动切换模式应用，针对变频器可靠性差而制定的炉膛负压调节思路；且通过理论、试验以及运行期间实际发生的故障进一步验证了这一调节思路的合理性、适用性和正确性。
[0004]现对于现有技术，本发明提供的发电厂变频器自动切换模式应用，不仅解决了原引风机变频器重故障停运变频器，以及变频器启动、切换繁杂的现象；而且解决了新改造引风机变频器可靠性差变频工频相互切换引起的炉压波动、不跳引风机电机和多个操作画面整合的问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的通过如下技术方案实现:
[0006]现有设计增强了对引风机入口调节挡板的精密性及灵动性，鉴于引风机正常运行期间“工频切变频”、“变频切工频”运行方式时，容易对炉膛负压产生扰动，所以为能满足炉膛负压需对引风机入口挡板开度进行调整；现我厂#2机组引风机调节正常运行期间，弓丨风机电机工频运行方式下，炉膛负压靠引风机入口挡板进行调节，引风机电机变频运行方式下，引风机入口挡板在机组负荷大于90%时全开，或由运行人员手动调节引风机入口至全开，炉膛负压由引风机变频调节。改造后，机组正常运行期间引风机“工频切变频”时，为能提早满足机组运行特性，可由运行人员手动调节引风机入口挡板，并维持炉压稳定后进行引风机“工频切变频”，“工频切变频”成功后再由运行人员手动调节挡板至预设开度；弓丨风机“变频切工频”时，由于引风机入口挡板基本位于全开位，所以需增加弓I风机入口挡板开度与负荷对应的开度曲线，以取得最佳调整方式，经过试验确定引风机入口挡板限位在60%。
[0007]现对于现有技术，本发明提供的一种发电厂变频器自动切换模式应用具有如下优占-
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[0008]1、发电厂变频器自动切换模式的应用和切换过程中炉膛负压调节的控制思路尚属首例。
[0009]2、实现了远方工频启动和变频启动引风机电机，以及引风机电机运转中实现其工频和变频的相互切换。
[0010]3、能够自动实现引风机变频器跳闸后切至工频运行。
[0011]4、在对炉膛负压调节方面实现了引风机变频器变频工频之间的无扰切换。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1-图8为发电厂变频器自动切换模式应用工作流程示意图
【具体实施方式】
[0013]一、A⑶引风机控制:
[0014]UA(B)引风机启动允许条件(与逻辑):
[0015]原逻辑:
[0016]①A⑶引风机电机轴承温度< 70°C ;
[0017]②A(B)高位油箱油位正常；
[0018]③A(B)引风机出口烟气门己关；
[0019]④A⑶引风机入口挡板已关；
[0020]⑤任一侧风道畅通(两台引风机均停且空预器已运行，空预器入口烟气挡板及空预器出口二次风门开启)，或任一送风机允许且另一侧引风机运行。
[0021]⑥A(B)引风机控制回路故障不存在。
[0022]⑦A(B)引风机工频方式或引风机变频方式下有引风机变频器高压合闸允许(按说明书要求，已确认变频方式启动时必须变频器充电完成后，才允许合6KV高压开关)
[0023]改动后:
[0024]②-⑦保留不变，①改为:引风机电机轴承温度< 90°C，引风机轴承温度< 70°C相与，上述条件均满足后，方可启动引风机电机。
[0025]2、A(B)引风机跳闸信号(或逻辑):
[0026]原逻辑:
[0027]①A(B)空预器主电机停延时120S，锅炉大联锁投入，A(B)引风机运行；
[0028]②A (B)引风机均运行，MFT，A (B)送风机均停；
[0029]③A(B)引风机润滑油压< 0.15Mpa延时3S ；
[0030]④A(B)引风机前轴承温度元件(TE0705A/B) > 60°C、后轴承温度元件(TE0706A/B) > 60°C、电机前轴承温度元件(TE0713A/B) > 65°C、电机后轴承温度元件(TE0714A/B)> 65°C进入SCS，逻辑判断任一越上限输出1，与上引风机轴承温度高开关量。
[0031]以上任一信号触发再延时3S联跳A(B)引风机
[0032]⑤A(B)引风机变频器变频方式，A(B)引风机变频器重故障
[0033]改动后:
[0034]①②③保留不变，④改为:A(B)引风机电机前、后轴承各两个温度测点均大于950C (即二选二)，A(B)引风机前、后轴承各两个温度测点均大于75°C (即二选二)⑤改为=A(B)引风机运行且A(B)引风机变频器无运行信号、QF3分闸，引风机电流< 10A，四者相与后延时5S(时间依据变频器工频切变频，变频切工频时间确定)，为避免启动期间风机跳闸增加此项保护投退开关。(即引风机启动前手动退出此保护，引风机启动后手动投入此项保护)
[0035]注:另外新增测点A(B)引风机轴承驱动端和自由端振动测点只做报警用，报警值设为> 6.3mm/s ；A(B)引风机电机线圈温度只做报警用，报警值设为> 150°C。
[0036]3、A(B)引风机工频方式启动控制:
[0037]a) A (B)引风机工频启动允许条件:
[0038]①A(B)引风机电机高压开关在断开位(新增)
[0039]b) A (B)引风机工频启动:
[0040]①点击风烟系统画面A(B)引风机变频器，点击“工频模式“操作按钮，弹出A(B)引风机工频模式操作端，点击合闸并确认，DCS发5S脉冲合QF3开关，QF3处于合闸状态并由绿变红。(附图1、附图2)
[0041 ] ②引风机入口挡板关闭并置“手动”位，出口挡板关闭并置“自动”位。
[0042]③弹出A(B)引风机操作端，检查“启允许”灯亮后，按下A(B)引风机启动按钮，A(B)引风机操作器上“已启”变红色，DCS画面A(B)引风机由绿色变为红色，，联开引风机出口挡板。
[0043]④启动后，缓慢增加引风机入口挡板开度，维持正常的炉膛压力，观察风机运行平稳,振动和温度符合要求。
[0044]注:原A(B)引风机工频启动时为手动合闸QSl，改造后变频器刀闸模式(QS)改为开关模式(QF)，增加远方“合闸”、“分闸”指令，DCS增加操作端，可远方实现对QF3的操作，A⑶引风机工频操作端内“合闸”、“分闸”指令允许条件均为:A(B)引风机电机高压开关在“分闸，，位。
[0045]4、A(B)引风机工频切变频:
[0046]①DCS向变频器发“工频切变频”启动指令，并发5S脉冲去变频器柜，变频器发预充电指令，进行预充电35S，QFl开关合闸，然后自检10S，QF3开关分闸，QF2开关合闸，变频器运行并瞬间追踪电机当前转速；且进行“工频切变频”期间，切换前即变频器无运行，变频器控制器手动方式且切跟踪，跟踪值为400rpm，自“工频切变频”指令发出后，120S内可手动对引风机变频器控制器置值。(附图3、附图4、附图5)
[0047]二、A⑶引风机变频控制:
[0048]UA(B)引风机变频器启动允许条件:
[0049]原逻辑:
[0050]①A(B)引风机变频器重故障信号不存在，
[0051]②A(B)引风机变频器QFl合闸状态，A(B)引风机变频器QF2合闸状态，A(B)引风机变频器QF3合闸状态取非，
[0052]③A (B)引风机变频器就绪，
[0053]④A (B)引风机运行，
[0054]改动后:
[0055]①③④保留，②改为:A(B)引风机变频器QFl合闸状态，A(B)引风机变频器QF2合闸状态，A(B)引风机变频器QF3分闸状态，当以上条件均存在时方可允许启动引风机变频器
[0056]2、A(B)引风机变频器停允许条件:
[0057]原逻辑:A(B)引风机变频器转速小于350rpm
[0058]改动后:A(B)引风机变频器转速小于550rpm
[0059]3、A(B)引风机变频器保护跳闸条件(超驰停)
[0060]A⑶引风机跳闸联跳引风机变频器(保留不变)
[0061]注:A(B)引风机变频器超驰停条件为A(B)引风机跳闸，操作端报Trip信号时为:在无“工频切变频”指令并且DCS未发A (B)弓I风机变频器启停指令，而变频器运行状态变化时，会报Trip信号，点击ACK可复位报警信号。
[0062]4、A (B)引风机变频器变频方式启动:
[0063]①点击风烟系统画面A(B)引风机变频器，变频方式启动前，应先将“变频退高压开关保护”退出，然后点击“变频模式“操作按钮，弹出A⑶引风机变频模式操作端，点击合闸并确认，见附图6、附图7，QF1、QF2合闸并由绿变红。
[0064]②点击风烟系统画面A(B)引风机变频器，将变频调节至合适值(DCS限制最低输出转速400rpm，最高输出转速950rpm)，将引风机入口挡板、出口挡板关闭，出口挡板置“自动”位。
[0065]③弹出A(B)引风机操作器。检查“启允许”灯亮后，按下A(B)引风机启动按钮，A(B)引风机操作器上“已启”变红色，DCS画面A(B)引风机由绿色变为红色。
[0066]④点击“变频器”按钮，弹出变频器操作器，按下启动按钮，状态指示同引风机操作器。
[0067]⑤启动后，缓慢开启引风机入口挡板、增加变频器转速，观察风机运行平稳，振动和温度符合要求。
[0068]⑥调节变频器转速，维持正常的炉膛压力，并投入“变频退高压开关保护”。
[0069]5、A(B)引风机变频器变频切工频:
[0070]新增逻辑:
[0071]①DCS向变频器发“变频切工频”指令，见附图8，点击启动并确认后，DCS发5S脉冲，变频器自行将转速升至990rpm(逻辑和变频器设置高限输出950rpm)，然后QF1、QF2开关分闸，经过2秒延时后QF3开关合闸，此时间段如炉压变化，运行人员应手动调节引风机入口挡板至合适位置以维持炉压。，
[0072]②在变频运行时发生了变频器重故障，变频器会发“变频切工频”指令(变频器内部实现)；并发重故障去DCS联关引风机入口挡板至预设值(引风机入口挡板开度依据机组负荷由运行专工给定:两台引风机运行时，机组负荷150MW以下时引风机入口挡板限定为10% ;机组负荷15(MW以上时，负荷每增加10丽，引风机入口挡板开度增加1.5%，负荷320MW最高时，入口挡板开度约35.5 %;单台风机运行时，无论机组负荷多少，引风机入口挡板均限制在35 %，且现在弓I风机入口挡板输出高限为60 %。)
[0073]③因引风机变频器重故障后变频切换容易引起炉压负向波动，需在变频器重故障时增加投油功能以维持炉膛压力，设计方案同机组RB时，即AB磨有一台磨运行且变频器运行，变频器报重故障则投下层油，如20S后下层油未投入则投入中层油；AB磨没有运行，⑶E任一台磨运行则投中层油，20S后中层油未投入则投入下层油，
[0074]6、引风机入口挡板调节:
[0075]原逻辑:
[0076]①变频方式运行时，变频器运行信号消失，发20S脉冲将入口挡板关至0%。
[0077]②变频器启动时(变频器运行为I时)发20S脉冲关闭入口挡板。
[0078]③两台引风机均停后引风机入口挡板强开至100% 5分钟，5分钟后方可操作。
[0079]改动后:
[0080]①变频方式运行时延时断开5S、变频器报重故障延时断开5S，两者相与然后发3S脉冲，在两台引风机均运行时将入口挡板开度指令置为预设开度(负荷X，挡板开度Y:150,10 ;160，11.5 ;170，13 ;180，14.5 ;190，16 ;200，17.5 ;210，19 ;220，20.5 ;230，22 ;240，23.5 ;250，25 ;260，26.5 ;270，28 ;280，29.5 ;290，31 ;300，32.5 ;310，34 ;320，35.5 ；)；单台引风机运行时无论负荷多少均将入口挡板开度指令置为35%。
[0081]②变频器启动时(变频器运行为I时)发20S脉冲、变频器工频切变频(DCS指令)取非，二者相与，或引风机停止运行发1S脉冲，然后发20S脉冲关闭入口挡板。
[0082]③保留不变
[0083]7、变频器调节:
[0084]原逻辑:
[0085]①A引风机变频器切手动条件(或逻辑):
[0086]MFT(5S脉冲)；A引风机变频器跳闸(10S脉冲)；A引风机跳闸汸引风机引风机运行信号消失(10S脉冲)；同侧引风机出口挡板关闭；无1?时，指令与反馈偏差大于lOOrpm。
[0087]②变频器切跟踪:(或逻辑)MFT(5S脉冲);引风机跳闸。
[0088]③变频器超驰关:(或逻辑)变频器跳闸或者同侧引风机运行信号消失时，变频器切手动，并超驰关至300rpm。
[0089]④MFT后(实际上MFT联调变频器)，变频器指令通过送风指令函数修正(0，_5 ;10，-5 ;50，-12 ;100，-20)函数需修正，具体值通过动力场试验取得。
[0090]⑤AB引风机变频器控制器输出指令由炉压控制器输出后经平衡模块平衡输出。
[0091]改动后:
[0092]①改为:无RB时，指令与反馈偏差大于150rpm。增加:A引风机变频器运行信号取反；A引风机变频器重故障发1S脉冲与上A引风机QF3合闸、A引风机运行；AB引风机入口挡板自动状态；B引风机变频器重故障发1S脉冲与上B引风机QF3合闸、B引风机运行并延时1S。
[0093]②改为:增加:A引风机变频器运行信号取反，A引风机变频器重故障发1S脉冲与上A引风机QF3合闸、A引风机运行。
[0094]③改为:变频器超驰关:(或逻辑)变频器跳闸或者同侧引风机运行信号消失时，变频器切手动，并超驰关至400rpm。
[0095]④改为:函数修正数据暂时不变，待试验后确定并改动。
[0096]⑤改为:如，AB侧引风机变频方式运行，A侧变频器重故障，A侧变频器内部自行进行变频切工频，切换过程中保持B侧调节不动，即由A侧变频器重故障信号发3S脉冲(即变频切工频时间)进行闭锁B侧变频器输出增减指令，3S内PID调节器切跟踪，A侧变切工切换成功后B侧变频器切手动，同时B侧变频器输出指令跟踪A侧故障时输出指令，A侧入口挡板按照负荷对应曲线进行关闭；切换不成功则B侧变频器跟踪炉压进行调节，A侧引风机跳闸触发RB
[0097]8、A(B)引风机变频改造后变频保护优化:
[0098]①“引风机变频器均停” MFT，两台弓丨风机变频器变频运行时变频器运行信号消失触发MFT，取消。变频器由变频切至工频时，若切换不成功将会跳引风机(变频器内部实现)。
[0099]②A(B)引风机变频器运行信号消失触发RB，引风机变频器变频运行时变频器运行信号消失触发RB，取消。变频器由变频切至工频时，若切换不成功将会跳引风机(变频器内部实现)。
[0100]③A(B)引风机变频器重故障联跳引风机。
[0101]改为:A(B)引风机运行且A (B)引风机变频器无运行信号、QF3分闸，引风机电流< 10A，四者相与后延时5S (时间依据变频器工频切变频，变频切工频时间确定)，为避免启动期间风机跳闸增加此项保护投退开关。(即引风机启动前手动退出此保护，引风机启动后手动投入此项保护)
[0102]④A(B)引风机变频运行时变频器跳闸联跳同侧送风机，取消。
[0103]9、增设引风机变频器运行时，引风机电机电流低于1A报警。
[0104]引风机变频器改造前，#2机组引风机工频启动、变频启动均需现场合刀闸，工频变频切换需停风机降负荷投油等措施，且频繁因变频器重故障而导致引风机跳闸，引起机组负荷波动甚至机组跳闸；经过改造后实现了远方工频和变频的启动，且远方可以进行工频变频的相互切换，变频器重故障后可实现自动由变频切至工频运行，而不影响机组负荷，2013年9月#2炉引风机变频器改造后至今变频器重故障引起变频器跳闸有4次，均成功自动由变频方式切至工频方式运行；机组运行稳定。
【权利要求】
1.一种发电厂变频器自动切换模式应用，其特征为:机组正常运行期间引风机“工频切变频”时，由运行人员手动调节引风机入口挡板，并维持炉压稳定后进行引风机“工频切变频”，“工频切变频”成功后再由运行人员手动调节挡板至预设开度；引风机“变频切工频”时，增加引风机入口挡板开度与负荷对应的开度曲线，经过试验确定引风机入口挡板限位在 60%。
【文档编号】F04D27/00GK104295516SQ201410387482
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年8月8日 优先权日:2014年8月8日
【发明者】王安生, 蔡碧波, 金彦昌, 赵艳红, 李智强, 胡庆伟, 秦建立, 冯超, 李鹏 申请人:大唐三门峡发电有限责任公司