胜利电厂3号炉空预器变频器控制系统改造

Ｃ ｂｉ ｎ ａ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ
胜 利 电厂 ３号 炉 空 预 器 变频 器 控 制 系统 改 造
李青 利
（ 胜利 石油 管理 局胜 利 发 电厂 电气部 运行 队 ２ ５ ７ ２ ０ ０ ） ［ 摘 要］ 本 文主 要内 容为 ３ 号 炉空 预器 控制 系统 改造 的原 因 、 方案、 调 试 中的注 意事 项及 改造 后 的运行 效果 。 ［ 关键 词］ 变 频器 故 障 控பைடு நூலகம்制 系统 改造 中图分 类号 ： Ｔ Ｎ７ ７ ３ 文献 标识 码 ： Ａ 文 章编号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ３ ６ － ０ ３ ５ ０ －０ １
为 了减少模 拟量受来 自变频 器和其 它设备 的干扰 ， 将控 制变频器 的信 号线 与强 电回路 （ 即主 回路 及顺 控回路 ） 分开 走线 。 由于使 用模 拟量信号 进行远 程控 制变 频器 ， 模拟量控制信号线使用了双股绞合屏蔽线并—端接地。 在变频器调试时， 根 据空预 器转 子 的性质 ， 可 以直接 带 电机调试 。 给变频 器通 电 ， 设置 各参 数时 ， 电机铭牌 数据像 电机额 定 电压 、 电流， 频率 、 功率 、 转速等必 须要 准确 输入 。 如果 电机 的铭牌 数据 输入有 误 ， 电机建 模就 不会 精确 ， 控 制起来 不 会有好 的运 行效 果。 在选择控制地、 启停控制、 输入、 输出以及外部给定时， 要结合实际的电路原 理 图进 行设置 。 为 了实现 电机辨 识运行 、 速度 极限 、 欠载功 能 、 电机 缺相保护 、 电 机堵 转保 护等精 确的 电机控 制精 度 ， 在本 次改造 中， 电机 控制 模式选 用 了ｉ ｙ ｒ ｃ （ 直接转矩控制膜 式， Ｄ Ｔ Ｃ 模式适用于大多数情况。 为了避免在启动 、 停止过程 中过 流引起变 频器跳 闸 ， 在本 次改造 中， 加减 速时 间根 据 电动机 的容量 、 负 载惯 量、 生产 机械 的要 求来设 置 。 根据加速 时 间设 定要 求 ： 将加 速 电流限制 在变 频器 过 电流容量 以下 ， 不使 过流而 引起变频 器跳 闸 ； 减速 时 间设 定要 点是 ： 防止 平滑 电路 电压过大 ， 不使再 生过 压失速 而使 变频器 跳 闸 。 加减速 时 ｆ 目可根 据负 载计 算 出来 ， 在空预 器变频器 控制 系统调试 中采取 了按负 载和经 验先设 定较长 加减 速 时间 ， 通过 启／ 停电动机 观察 有无过 电流 、 过 电压报 警 ； 然后 将加 减速设 定 时 间逐渐 缩短 ， 以运转 中不发 生报警为 原则 ， 重复 操作 了几次 ， 确定 出了最佳 加 减 速 时间 。 在本 次设备 改造 过程 中 ， 经过 计算 和试验 ， 加减速 时 间都设 置为 ２ ０ 秒。
弓ｌ 育
３ 号炉 空预器 变频器 控制 系统在 运行 中 ， 偶尔 出现 由于拖动 设备 的机械 故
７ ． ５ ＫＷ， 电压等级为４ ０ ０ Ｖ， 电流为１ ５ ． １ Ａ， ４ 极， 转速为１ ４ ７ １ ｒ ／ ｍｉ ｎ 。 根据表１ ， 选 用Ａ Ｃ Ｓ ８ ０ ０ － － ０ １ － ＇ － ０ ０ ２ －３ ０ 系列 的变 频器 。 在 重 载应用 中， 此 系列 的变频 器可 以提 供的功率为 ｌ Ｉ ＫＷ， 大于７ ． ５ ＫＷ。 电流为２ ３ Ａ， 大于Ｉ ． １ 倍额定电流即１ ６ ． ６ １ Ａ， 能够满足 现场实 际需要 。 由于 工作人 员在现场 发现设 备故 障不能就 地停止设 备 运行 ， 通过这 次改造 ， 在控 制箱柜 门上增 加停止按 钮 ， 可 以在 就地控 制设备 的停
止。
障引起堵转导致 电流增大到超过额定电流时， 不能跳闸切换到备用电机的现 象。 如果超过一定时间， 空预器将强迫停运， 引发机组跳闸停运 ， 严重影响机组
安 全运 行 。
一
．
存 在问 ■
３ 号炉 空预器 变频 器从投运 到现在 已达８ 年 的时 间， 在运行 过程 中存在 以下 几 个方 面 的问题 ： ｌ 、 变频 器采 用英 国欧 陆６ ９ ０ ＋ 系列 ， 全 英语 界面 ， 菜单 设置 复
２ 、 在控制回路中增加了两个继电器， 一个是启停继电器 ； 另一个是在有一
个运行 继 电器 的基础上 ， 又增加 了一个 ， 可 以增 加继 电器 的触 点数量 和容 量。 把
杂， 更改—个参数， 需要改变所有相关的逻辑控制参数， 设置不当可能引起变频 器 工 作不正 常 ， 维护 工作量 大 。 另外 ， 欧 陆变 频器对 电压 波动 比较敏 感 ， 低于 额 定 电压 的８ ０ ％ 就 容易 引起跳 闸， 不 利于 机组 的安 全运 行 。 ２ 、 变频 器控 制箱 柜 门 上 只有三个 指示 灯 ， 分 别是 电源 指示 灯 、 运行 指示灯 、 故 障指 示灯 。 当工作 人员 在现 场 发现设备 有故 障时 ， 不 能就地 停 止设备 的运行 ， 只能通 知集控 室在 远方 停止设 备 ， 容易造 成故 障扩大化 ， 不利 于设备 的安全 运行 。 ３ 、 在控 制 回路中只 有 个 运行继 电器 ， 它 的触 点应用 较多 ， 继 电器 容量不 能满足 现场工作 的需 要 ， 尤 其是 由它提 供的 “ 运行状 态” 对变频器 的启动 指令 的产生有 着至关 重要 的作用 。
一
４ 、 变频器的远方启动是由Ｄ Ｃ Ｓ 中的“ 启动指令” 控制的， 而“ 启动指令” 是由变频 器 控制 系统 中的 继 电器 的 “ 运 行状态 和“ 停 止状 态 ， 参与 到Ｄ Ｃ ｓ 逻辑 运算 中 ， 经 过一 系列 的运 算产生 的 ， “ 停 止状态 不是 由继 电器 触 点提供 ， 是 由运 行状 态 在 运算 中取 反得 来的 ， 在运 算 中， 由于有滞 后性 ， 导 致在 同一 时刻 ， 两个 状态 处 于相同的上升沿或下降沿， 无法保障启动指令的准确性 ， 导致变频器有时不能 正常切 换 。 ５ 、 电流 输出变 比设置 不当 ， 当实际 电流超 出 电机 额定 电流时 ， 最大 电 流显示只能是电机额定电流， 不能正常显示实际电流 ， 造成运行人员不能正确 判 断电机 实 际运行 情 况 ， 影响 操作 准确性 。 ＝． 改造 方案 的喇 定 根据现 场的实 际需要 ， 制定 了改 造方 案。 改造 方案从 两个方 面着手 ： 一是 硬
件 方面 ：
ＤＣ Ｓ 启动指令， 主备变频抑制启动联锁放在 电气控制 回路而不是变频启动回 路， 提高了设备的安全运行， 并且在设备出现故障时， 容易查找故障点。 图１ 是改 造后控制回路和变频器启动回路的不同部分。 第二是软件方面 ： １ 、 在Ｄ ｃ ｓ 逻辑中， 由一个“ 启停指令” 改为运行指令和停 止指令两个 ， 运 行指 令 由长 脉冲改 为短 脉冲 ， 停 止指令 保持 长脉冲 。 参 与Ｄ ｃ ｓ 逻 辑 运 算的状 态 ， 除“ 运 行 状态 ” 、 “ 故 障状 态” 外， 增 加 由运行 继 电器直 接 提供 的 “ 停止 状态 ” ， 通 过采取 以上措 施 ， 可以大 大提高启 动指令 的准 确性 。 ２ 、 针对 电机 实 际工作 电流超 过额定 电流时 ， 不能 在监 控画面 上正 常显示 的 问题 ， 和 热工 部 相关班 组结合 ， 分 别在变频 器菜 单设置 １ ５ ． ｏ ５ 和工程 师站 更改 电流显示 比例 。 通 过更 改 ， 在 监控 画面 上可 以显 示２ ｆ 音 的额 定 电流 值 。 三、 控 制 系统调 试时 应注 意的 问奠 在本次 改造实 施过 程 中， 针对 可能 影响 改造效 果的 问题 采取 了以下 方法 ：