凝泵变频电气控制及保护设计探索
1000MW机组凝结水泵变频控制策略的研究与应用
关 键 词 ：变 频 ；节 能 ；凝 结 水 泵 ；控 制 策 略 中图 分 类 号 ：Ｔ ６ ． Ｋ２ ４１ 文 献 标 志 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１ ０ — ８ １ ２ １ ） ７ ０ ３ — ３ ０ ７ １８ （０ ０ ０ — ０ ３ ０
ＺＨ ＯＵ ｎ ｇ，ＬＩ Ａｉｒ ｎ Ｎ －ｏ ｇ
（ ｏ ｉｎ Ｚ ｅｉｎ ｅ ｕ ｏ１Ｐ ｗ ｒＧ ｎ ｒｔ ｎＣ ． ｔ． Ｎｉｇ ｏＺ ｅｉｎ ８ ０， ｈｎ ） Ｇｕ ｄａ ｈ ｊ ｇ Ｂ ｉ ｎ Ｎ ． ｏ ｅ ｅ ｅａｉ ｏ Ｌｄ ， ｎ ｂ ｈ ｊ ｇ３ ０ Ｃ ｉａ ａ ｌ ｏ ａ １ ５
ｔ ｉ ｃ ｅ ａ ｃ ｉｖ ｄｔ ｅ ｉｅ ｌｅｆｃ ｆｅ ｅ ｇ ｏ ｓ ｒ ａｉｎ ｗｉｈ ｓｇ ｉｉａ ｃ ｆ ｏ ｕａ ｉａｉｎ ｈｓｓ ｈ ｍｅｈ ｓａ ｈｅ ｅ ｈ ｄ ａ ｆｅ ｔｏ ｎ ｒｙ ｃ ｎ ｅ ｔｏ ｔ ｉｎ ｆｃ ｎ ｅｏ ｐ ｌｒｚ ｔｏ ． ｖ ｐ Ｋ ｅ ｒ ：ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｃ ｎ ｅｓｏ ｙ ｗｏ ｄｓ ｒ ｑ ｅ ｃ ｏ ｖ ｒｉｎ；ｅ ｅ ｇ ｏ ｓ ｒ ａ ｉｎ；ｃ ｎ ｅ ｓ ｔ ｕ ｎ ｒｙ ｃ ｎ ｅ ｔ ｖ ｏ ｏ ｄ ｎ ａｅ ｐ ｍｐ；ｃ ｎ ｒ ｌｓｒ ｔｇ ｏ ｔｏ ｔａｅ ｙ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｎｔ ｏ ｒ ｔ ｇ ｙ Ｆｒ ｑｕｅ ｃ ｎｖ ｒ ｉ ｆ ｓ ａ ｃ ｎｄ Ａ ｐｌｃ ｔｏ ｆ Ｃｏ ｒ ｌＳｔ ａ ｅ ｙ ｂ ｅ ｎ ｙ Ｃｏ ｅ ｓｏｎ ｏ Ｃｏ ｎｄｅ ａ ｅ Ｐｕｍ ｐ ｏ ０ Ｗ ｉ ｎｓ ｔ ｆ ｒ１０ ０ Ｍ Ｕｎ ｔ
浙 江 电 力
２ １ 第 ７期 ０ ０年
发电厂凝结水泵变频改造方案选择及电气闭锁逻辑设计介绍
科 技 创 新
发 电厂凝结水泵变频改造 方案选择及 电气 闭锁逻辑设 计介绍
罗德 庭
（ 深圳市广前电力有 限公 司， 广东 深圳 ５ ８ ５ ） ０ ０ ４ 摘 要： 凝结水泵变频改造是发电厂节能减排工作的首选， 变频改造方案的合理选择 和安全可靠的电气闭锁逻辑设计， 对凝 结水 泵 系统 的 安全 稳 定 运行 至 关重 要 ， 文 介 绍 了凝 结水 泵 变 频改 造 的 方案 选择 及 电气 闭锁 逻 辑 的设 计 典型 应 用 实例 ， 有 良好 的 本 具
经 济 效益 、 社会 效 益 以及 良好 的推 广 价值 。
关 键词 ： 结 水泵 ； 频改 造 ； 气 闭锁 凝 变 电
绪论 在 选择 好 凝结 水 泵变 频 改造 电气一 次 主 接线 方 案后 ， 结 水 对凝 随着 发 电机 组调 峰运 行 的 日益 频 繁 ， 力 系统 的 峰谷 差 也 日益 泵 电气 系统 的五 防闭 锁逻 辑设 计 也 至 关重 要 ， 要是 防止 在 改造 后 电 主 加大 ， 凝结水泵负荷变化加快。传统的利用调节 阀门调节水位的方 系 统 较 复 杂 ， 作 较 多 ， 操 电气 五 防 闭锁 逻 辑 要 可靠 避 免操 作 人 员 误 式 不但 控 制精 度 差 ， 不 经济 。变频 调 速用 于凝 结 水泵 的控 制， 而且 可 操作 ， 保证变频 和工频切换要可靠安全 ， 下面重点介绍 电气 五防闭
保证凝结水泵在高低转速时均具有恒定 的转矩， 不但调控灵敏准 确 、 高 效率 、 约 电能 ， 且 大大 减 少 了设 备维 护 工 作 量 。合理 选 提 节 而 择 凝 结水 泵 变频 改造 的设 计 方 案 和安 全 可靠 的电气 闭锁 逻辑 ， 对凝 结 系 统乃 至 整个 发 电厂 、 电网 的安 全 稳定 运 行 至关 重 要 。本 文 主要 对凝结水泵变频改造 主接线方案选择和电气闭锁逻辑 的设计 ， 仅供 些变频改造 、 变频设计应用参考。 １变 频改 造 方案 选 择 般 发电厂配置两 台工频凝结水泵，正常运行方式为一主一 备， 两工频泵切换运行。在进行凝结水泵变频改造时可有三种方案 实施 如下 ：１两 台 均 变频 一拖 一 方 式 ， （） 即一 台泵 装一 台变频 ；２一 （） 台变频一台工频 ；３ 两台泵共用一 台变频带旁路， （） 即一拖二方式加 旁路 。下 面对 究竟 选 用哪 种方 案 ， 对 比分 析 和介 绍 。 进行 若 采 用 第 一种 方 案 ， 据 凝 结 水 泵 的运 行 方 式 ， 频 器 的利 用 根 变 率 不 高 ， 用 造假 也较 高 ， 费 电源 开关 保 护要 重 新 配置 、 型 ， 资 高 ， 选 投
凝结水泵工频改变频控制
凝结水泵工频改变频控制摘要：对凝结水泵变频改造能实现精密控制和节能降耗。
本文主要分析了凝结水泵工频改变频的必要性，概述了改造方案，并分析了具体实施，最后分析了改造后的注意事项。
[关键词]凝结；水泵；工频；变频一、凝结水泵工频改变频的必要某公司装机容量为2×300 MW热电联产机组。
每台机组分别安装有一用一备2台110％容量立式凝结水泵。
在改造凝结水系统之前，存在较多问题：因为凝结水泵定速运行，出口压力高，常常出现泵的法兰漏水等现象，系统运行不稳定；因为采用定速泵出口调节门节流调节方式，不好控制凝汽器和除氧器水位，降低了机组的安全运行概率。
还有，电机经常高速运转，各部件磨损发热现象严重；电机工频起动会影响到电网和电机。
最后是厂用电较高。
为有效降低某厂用电，实现节能降耗，必须进行工频改变频的操作。
二、改造方案分析（一）方案简介研究了单台机组的凝结水系统、凝结水泵运行方式及动力系统结构，提出了变频工频的组合控制方案，甲凝结水泵(以下简称甲泵)保持工频方式不变，对乙凝结水泵(以下简称乙泵)进行变频改造，即将乙泵由工频运行改为带工频旁路的变频调节，即乙泵设工频和变频两种运行方式，两种方式可以通过旁路开关进行手动切换，变频器的控制在DCS中实现，DCS根据除氧器水位进行正常调节，控制乙泵转速，以减少凝结水系统的压力损失。
正常情况下乙泵变频方式运行，甲泵紧急备用，只在乙泵变频器发生故障时使用，系统返回到工频状态运行，这时可以将乙泵切到旁路状态，实现工频备用。
（二）电气一次系统改造图1 凝结泵动力系统一次系统图系统采用高压隔离开关，以倒泵操作的方式切换两台凝结水泵运行方式。
其中，乙泵使用一套变频调速装置，图中lQF、2QF、M1、M2为现场原有设备，1QF、2QF分别表示甲、乙泵的高压开关，Ml、M2分别表示甲、乙泵的电机。
QSl、QS2、QS3、和TFl为变频改造中的后加设备，QSl、OS2、QS3均为高压隔离开关，TFI为高压变频器。
《高压电动机凝结水泵变频改造》范文
《高压电动机凝结水泵变频改造》篇一一、引言随着工业技术的不断进步和能源效率的日益重视，电机驱动系统的节能改造已成为工业领域的重要课题。
在电力系统中，凝结水泵作为关键设备，其运行效率和能耗问题直接关系到整个电厂的能效和经济性。
本文以高压电动机凝结水泵的变频改造为研究对象，探讨其改造的必要性和实施过程。
二、当前问题及改造必要性传统的凝结水泵通常采用直接启动的高压电动机，这种运行方式存在诸多问题。
首先，直接启动的电机在启动瞬间会消耗大量电能，且运行时无法根据实际需求进行调节，导致能源浪费严重。
其次，传统的电机控制系统响应速度慢，难以适应工况变化，容易产生水锤效应，影响设备寿命和安全性。
因此，对凝结水泵进行变频改造具有重要的现实意义。
三、变频改造的原理及优势变频改造主要是通过引入变频器来改变电机的供电频率，从而实现电机转速的调节。
具体到凝结水泵的变频改造，可以通过感应电机和变频器的结合，实现对泵的流量、压力等参数的精确控制。
其优势主要体现在以下几个方面：1. 节能降耗：变频器可以根据实际需求调节电机转速，避免能源的浪费。
2. 稳定可靠：变频器具有较高的响应速度和调节精度，可以保证泵的稳定运行。
3. 延长设备寿命：通过精确控制泵的运行状态，减少水锤效应的影响，从而延长设备的使用寿命。
4. 提高生产效率：根据工艺需求精确控制泵的流量和压力，提高生产效率。
四、改造实施过程1. 前期准备：对现场进行勘察，了解泵的运行状况和工艺需求；制定详细的改造方案和计划。
2. 设备选型：选择合适的感应电机和变频器，确保其性能满足生产需求。
3. 安装调试：按照改造方案进行设备的安装和布线，完成安装后进行调试，确保设备正常运行。
4. 运行测试：在设备投入运行后，进行一段时间的测试，观察设备的运行状态和节能效果。
五、改造效果及总结经过变频改造后的凝结水泵，其运行效率和节能效果得到了显著提升。
具体表现在以下几个方面：1. 节能降耗：改造后，泵的能耗明显降低，节约了大量的电能。
凝结水泵变频改造运行控制解析
改 造后 ． 为保 证 给水 泵运 行安全 ， 加 了凝结 水泵 变 增 频 下 限 限 制 ，控 制 凝 结 水 泵 出 口压 力 不 低 于 １ ． ０ ＭＰ ，并 将 出 口压 力低 联泵 定值 设置 为 ０９ＭＰ ． ａ ． ａ 以
保证 变频 凝结 水泵 异 常情况 下 系统运 行安 全 。 时 。 同
江
２１ ０ ０年 ９月
苏
电
机
工
程
第 ２ ９卷 第 ５期 ７ ９
Ｊａ ｇ ｕ Ｅ ｅ ｔｉａ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｉｎ ｓ ｌ ｃｒｃ ｌ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ
凝 结水泵变频 改造运行控制解析
王福 玉． 张景 红
（ 华 国华 太仓发 电有 限公 司， 神 江苏 太 仓 ２ ５ ３ ） １４ ３
收 稿 日期 ： ０１ ２ ０—０ ０ 修 回 日期 ： ０１ —０ —０ ５— ５； ２ ０ ６ １
阀 自动关 小 至对应 负 荷下 开度 的控制 特性 曲线 （ 见 图 ２ 、图 ３ 。机组 大 负荷运 行过 程 中如果 突然 触 发 ）
Ｒ 机组 快 速 降负 荷 ． 氧器 水 位 因 负荷 下 降 而 快 Ｂ． 除
式 ． 常情况 下 也需保 持 备用泵 为工 频状 态 正 该控 制
方 式切 换灵 活性 较好 ， 但改 造投 资成 本较 高 ， 维护 工
左右 。在机组启 动初 期 ． 由于凝 结水 需求 量 较 小 ， 除
氧器 上水 调 门开度 受 限 ． 本处 于 ３ ％～８ ％之 间 ． 基 ０ ０ 从 而 导 致凝 结 水 压力 较 大 ． 得 除 氧器 上 水 调 门 和 使 凝 结 水泵 在 循环 调 门及 管道 冲刷 和 现场 噪音 极 大 ． 同时 对 凝 结 水 用 户 的 调控 品质 产 生 了 极 为 不 利 的
凝结水泵高压变频器改造方案分析与探讨
的降低 ， 凝结 水泵出 Ｖ Ｉ 的压力大 幅降低 ， 无法满 足
技 术 应 用ｆ Ｊ 一 ∞ 工 ｃ Ｙ Ｉ ｚ 、 ， 。ｚ
系统需 要 。 因此 确定 变频 器 的最小 工作 频 率 为
在２ ． ０ ＭＰ ａ 以上 ［ ３ ］ ． 则 变 频 水 泵 实 际 转 速 需 维 持 在 ８ ０ ％ ８ ５ ％左 右 。机组 全 过程 负荷 动作 试 验 表 明 ， 虽
（ １ ） 变频 泵运行 ， 定 速泵备 用 ， 变 频泵 故 障跳
闸。 联 启 定 速水 泵 时 ， 变 频 器 切 手 动 并 将 变 频 器 指
。
（ ２ ） 变频泵运行 ， 定速泵备用 ， 当凝结水泵 出口 压 力 ≤１ ． ８ ＭＰ ａ 时１ ３ １ ， 联启 定速泵 ， 定 速 泵 正 常 运 行 后。 变频器切手动并将 变频器指令置“ ０ ” ， 同时将除 氧器水位调节 阀超驰 关到原定速调节 时与负荷相 对应 的阀位 ．此 时 除氧 器 水位 调 节 阀调 节 器Ｐ Ｉ Ｄ 输 入跟踪输 出指令 ， 超驰关指令保持３ ０ Ｓ ， 当变频器频 率反馈为“ ０ ” 时， 强制变频泵跳闸。 （ ３ ） 变频泵运行 ， 定速泵备用 ， 当凝结水泵 出口 压力 ≤１ ． ８ Ｍ Ｐ ａ 时， 联启定速泵 ， 定速泵未正常启动 ，
定值［ ５ １ ， 结合户二电的设备及系统特点 ， 在保证系统 可靠运行的前提下 ， 经反复试验 ， 将２ ． ２ ． ２ 条（ ２ ） 、 （ ３ ） 分析的凝结水泵 出口压力低 ， 联启备用泵 的定值由 １ ． ８ Ｍ Ｐ ａ 修改为１ ． １ Ｍ Ｐ ａ 。 试验表 明： 机组负荷在２ ０ ０ Ｍ Ｗ， 当除氧器水位调节阀全开时 ． 凝结水泵变频器 输 出频 率为３ ５ Ｈ ｚ ，凝结 水泵 出 ｔ ３ 压力保持 在 １ ． ３ Ｍ Ｐ ａ 左右 ， 既满足了除氧器的正常上水 。 又保证 了供
分析凝结矿用水泵电机变频技术的改造
分析凝结矿用水泵电机变频技术的改造在矿用凝结水系统中，凝结水泵是最主要的动力设备，主要是将凝汽器中的凝结水，在送入低压加热器经过加热后，然后输送到除氧器内。
在矿用应用中，凝结水泵电机的实际运行状况与实际经济运行状况之间存在偏离。
尤其是当机组带部分负荷的时候，将更偏离实际经济运行状况，导致机电能源严重浪费。
为了减少能源的浪费，变频技术的改造不仅能够使凝结矿用水泵的运行状态稳定，而且还能够大大提高其运行的效率。
1 变频系统的优势随着我国变频技术的逐渐发展，通过对凝结矿用水泵电机进行技术改造，在应用高压变频器以后，实现了系统的稳定运行和设备的使用寿命等方面，使系统更经济和节能。
其变频系统主要由功率单元柜和控制器、高压开关柜和移相变压器所构成，一共形成18个功率单元，各功率单元的电路为单向的交-直-交逆变，并且每6个单元串联成一相，以多重化PWM控制方式进行控制。
整流为二极管三相全桥，不仅电路多重化，而且脉冲数可达到36个。
通过利用光纤通讯技术，确保产品具有较强的抗干扰性和可靠性。
除此之外，极低的输出谐波，可以有效地对每一转进行控制。
其实际的变频系统电路如下图1所示：2 凝结矿用水泵电机的变频技术改造方案2.1 设备的选型由于目前高压变频器在市场中的类型较多，因此，要根据在对矿用变频器进行选择的时候，不仅要考虑变频装置的谐波输入与输出、变频器使用的时间和寿命，还要考虑变频器的功率、电机额定电流和实际应用电流、转矩过载能力、效率以及市场反应效果等指标所具有的节能效果来选择。
变频器在实际的应用中会出现各种影响节能效果的情况，例如：波形输出不稳定、谐波控制差、设备可靠性低、使用时间短等，都将对实际节能效果造成影响。
除此以外，考虑其变频器的价格，通过一系列比较，将采用上海西门子公司生产的PROFIBUS DP空冷型完美无谐波高压变频器进行改造。
2.2 各项指标对设备运行的影响（1）变频装置输出的谐波量。
由于凝结矿用水泵电机不属于专业的变频电机，因此，所产生的谐波量一定会对电机的使用寿命造成严重的影响，对负载输出谐波量的严控是变频技术改造的关键指标之一。
凝结泵变频运行分析
凝结泵变频运行分析凝结泵在工业生产中常常被使用，其作用是将气体或蒸汽冷凝成液态，充分利用能量和物质，例如在化工、石化、制药等行业中得到广泛应用。
那么凝结泵变频运行的分析是什么呢？一、凝结泵变频控制的意义凝结泵在运行过程中，通常采用传统的调速方式，也就是采用阀门控制的方式调节流量，但这种方式会导致阀门的过多调节，在流量调节不好的情况下，不仅会浪费能源，还会对设备造成伤害。
而采用变频控制，可以自动地根据工况需求自动调节泵的功率，达到节能降耗的目的。
二、凝结泵变频控制的优点1. 节能：在凝结泵变频运行的过程中，可以减少频率降低功率，从而控制泵的流量与压力，并减少额外的能耗，实现节能降耗的目的。
2. 增强设备的寿命：变频控制可以避免过度运转，使得机器发热、振动等情况得到有效的控制，减少设备的维修次数，延长设备的寿命。
3. 降低噪音：在变频控制下，可以使得泵的工作减少噪音，这不仅能够降低环境噪声，还能减少噪音给人们带来的心理压力。
三、凝结泵变频控制的关键技术随着科学技术的进步，变频控制技术的不断完善，凝结泵变频运行已成为实现节能和环保的必要技术。
下面是凝结泵变频控制的关键技术。
1. 变频器选择变频器是控制电机启停以及调速的重要设备，变频器电路复杂，需要选用能够满足精度、速度、控制要求以及温度等参数的变频器。
2. 传感器安装为了可以实现准确的测量，需要根据凝结泵的工作特点选择合适的传感器，通常都是采用流量、压力、温度等型号的传感器。
3. PID 控制方法PID 控制法是一种快速、准确调节工业速度和转换流量等参数的控制器。
在凝结泵变频控制中，PID 控制法可以根据设定的工况参数，自动调节泵的电机功率，以便达到所需要的流量和压力等需求。
四、凝结泵变频运行的实际效果在实际工作中，凝结泵变频运行后的效果是显著的。
在某化工有限公司，将传统的凝结泵阀门调节方式改为变频控制方式后，可以达到30%左右的节能效果，一定程度上降低了设备的维护费用，在实际应用中，采用凝集泵变频控制技术降低设备使用成本效果非常显著。
探讨火力发电厂凝结水泵变频节能改造
探讨火力发电厂凝结水泵变频节能改造摘要：凝结水泵变频改造是发电厂节能降耗的一个重要举措。
简单介绍了变频调速节能原理，详细阐述了某电厂改造后凝结水泵控制及除氧器水位控制策略和方案，并对改造后效果进行了总结。
关键词：火力发电厂；凝结水泵；变频节能引言凝结水泵系统在火力发电厂的热力循环系统中占据着非常重要的位置，它的功能主要体现在运行时，主要的工作组件, 有：风机，水泵等设备，都有可能在使用过程中出现效率较慢的情况。
所以，为了保证生产的顺利进行与国家策略，并且在生产过程中避免大部分的能源消耗，为单位带来丰厚的效益，火力发电厂进行凝结水泵变频器节能改造是必不可少的。
变频调速装置能够让凝结水泵始终保持最好的工作状态，不仅提高了工作效率，还起到了节能的作用。
一、火力发电厂凝结水泵变频节能的概述近几年来，变频器在各行各业的生产中被广泛使用。
它有调速准确度高，运行时电流小，设备运行时振动小，摩擦小，操作易学这些优点，不仅完成了自动化计划，而且实现了电机软起动的功能，保证了电机的寿命，并且能够和PLC、DCS、现场总线等有很好地配合，令控制方法有了很大的提高。
在火力发电厂中，厂用电的99％以上的耗能都是电机产生的，许多机械需要调整出力运行，如：各种水泵，送、吸风机，一次风机等。
经常使用的控制方法就是将节阀、风门、挡板的开度大小对调来调整，不论生产的需求大小，水泵、风机都要高速运行，并且运行情况的不规则使得能量以调节阀、风门、挡板的节流损失而减少掉了。
使用变频器后，调节阀门、风门、挡板全部打开，接受4—20 m ADC控制信号调整动机的转速来控制水位或炉膛负压，改变出口流量或负压，以达到标准要求，保证能量的消耗和节能。
二、变频器调速节能的原理现在，我国运行中，以及新建与在建中的火力发电公司，其中一部分公司的辅机正在使用液力耦合器，还有一些公司的辅机运用的是变频器调整，其他工厂依然使用的是即将淘汰的高耗能工艺和传统的设备。
4号机凝泵变频改造后相关逻辑探讨
4号机凝泵变频改造后相关逻辑探讨近几年来，随着高压变频技术日益成熟，节能效果明显，越来越多的火电厂对凝泵进行了变频改造。
为了降低凝泵功耗，达到进一步降低厂用电的目的，我厂二期4号机组不久前也进行了凝泵变频改造。
目前，4号机凝泵变频控制相关逻辑采用“变频器控制（凝泵出口母管）压力、（除氧器水位）调门控制水位”模式，。
主要存在的问题有：变频凝结水泵运行时，机组低负荷运行中需要保证凝结水母管最低压力控制，目的是满足凝结水用户对凝结水量的要求；变频事故跳闸后备用工频泵联启后除氧器水位控制；减少运行过程中运行人员的劳动强度，需要凝结水全程自动控制。
1. 机组凝结水系统介绍我厂二期工程2×660MW机组的凝结水系统配装沈阳透平机械股份有限公司制造的10LDTNB-6PJ型凝结水泵，凝泵4A、4B变频器采用上广电与美国霍尼韦尔（honeywell）公司合作生产变频器。
凝泵采用100%容量、一用一备用的配备模式。
在汽轮机低压缸内做完功的蒸汽在凝汽器凝结之后，集中在凝汽器热井中，凝结水系统的作用是通过凝结水泵及时的把凝结水送至除氧器中，维持除氧器水位平衡；同时还向低旁、轴封减温器、高低压疏水扩容器、真空泵、定冷水系统、闭冷水系统等提供减温水及补水。
变频改造后，凝泵4A、4B配一套变频器，两台凝结水泵独立运行，变频器任何时候只带其中一台凝结水泵运行。
如图1所示，凝泵4A变频出线闸刀（4QS2）与旁路闸刀(4QS3)之间、凝泵4B变频出线闸（4QS5）与旁路闸刀(4QS6)之间、凝泵4A变频进线闸刀（4QS1）与凝泵4B变频进线闸刀（4QS4）之间、凝泵4A变频出线闸刀（4QS2）与凝泵4B变频出线闸刀（4QS5）之间均存在电气闭锁和逻辑闭锁关系，防止变频器输出侧与6kV电源侧短路。
正常情况下，一台凝泵变频运行，另一台凝泵工频备用或运行。
当变频器故障，自动跳开相应断路器，并自动切换至备用凝泵工频运行，跳开的凝泵停电后可手动切换至工频状态备用或运行。
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凝泵变频电气控制及保护设计探索
摘要：为实现机组节能降耗，某电厂对凝结水泵进行变频改造。
双泵工、变频
采用一拖二切换方式，要求电气控制及保护满足双泵工、变频不同运行方式下，
自动化控制和保护，并应与热工DCS配合良好，减少人为干预和操作。
原6kV凝
泵电机控制及保护间隔为早期进口产品，常规设计无法直接实施，为保证改造效果，同时避免过于复杂回路设计，本人从变频控制和DCS配合综合角度出发，结
合现场实际，提出并实施工、变频双适应电气回路设计改造。
关键词：凝结水泵，变频，电气设计，控制，保护，DCS。
0、引言
随着国民经济的进步，电力生产逐渐向高质量发展转型，节能改造工程不断增加。
某电
厂600MW机组设置两台凝结水泵，由6kV/2200kW高压电机驱动，原设计工频一运一备，
能耗较高。
拟通过高压变频改造，实现节能降耗。
如何实现变频器、电机电源开关、DCS三
者配合，完成工变频启动、切换控制和保护，是工程实施的前提和保证。
本文结合现场设备
实际情况，对双泵工变频二次控制及保护设计改造进行分析和探索。
1、变频改造目标及存在问题分析
单台机组配有两台凝结水泵一运一备，水泵型号为700X400VYDB7M型，配套日本东芝
电机，6kV高压厂用电源开关间隔采用澳大利亚AGE的MPM\MM系列电动机及变压器综合
保护，DCS采用西门子产品。
改造前，DCS分别控制两台高压电源开关进行水泵远方启停，
开关间隔综保装置检测电气量故障保护出口跳开关停泵。
改造后，要求DCS具有远程分合电
源开关及启停变频器功能，且单台水泵正常变频运行时故障，保护应正确动作切除电源停泵，并无扰切换另一台备用泵运行。
为满足双泵备切，同时节约成本，减少投资，高压变频拟采用一拖二接线方式（如图1）。
以A泵正常变频运行，B泵工频备用为例，刀闸2、4、5闭合，刀闸1、3、6断开，A
断路器闭合，B断路器断开；当A泵故障，A断路器保护跳闸，B断路器自动合闸，如此可
实现双泵变频切工频功能。
原DCS系统无变频器控制模块及开关电源互切逻辑；原高压开关柜回路无变频器跳闸开入、变频器使能开入；因为保护装置是早期进口产品，没有定值切换功能，泵工、变频运行
方式下保护定值重新输入，即增加工作量也易发生误整定的危险，若更换新型保护装置，需
要重新接引屏内控制及保护回路，工作量大。
为实现双泵备切，变频运行启停、切换和保护功能，必须解决以上工程问题。
图1 凝结水泵高压变频一拖二接线方式
2、工、变频双适应电气回路设计思路
结合设备实际情况并参照DL/T5153 《火力发电厂厂用电设计技术规程》“9.1.3集中控制
的电动机宜采用分散控制系统（DCS）、可编程控制器（PLC）或现场总线控制系统（FCS）”，“9.1.4厂用高压电动机的控制接线应满足下列要求：应有电源监视，并宜监视跳、合闸绕组
回路的完整性；应能指示断路器合闸与跳闸的位置状态，自动合闸和跳闸时应能发出报警信号；合闸或跳闸完成后应使命令脉冲自动解除；接线应简单可靠，使用电缆芯最少”，“9.1.5
单机容量为200MW级及以上机组主要电动机的开关量和模拟量信号宜按照工艺要求，接入
计算机监控系统”“9.1.10高压断路器其控制回路保护设备宜布置在相应的高压开关柜上”的有
关要求确认设计思路。
原开关保护间隔各增加一套MPM100A型保护装置作为变频保护，原有MM200C型保护
装置作为工频保护；增加QF4（工频保护电源）、QF5（变频保护电源）两个电源空开，实
现工、变频保护装置独立供电；增加LP1（工频保护压板）、LP2（变频保护压板），实现保
护投退功能；更改保护装置的电流、电压回路接线，更改开关的电源、控制及保护出口回路
接线，增加“高压开关状态”至变频器，变频器“启动运行”增加至开关合闸回路，变频器“紧急
停机”增加至开关分闸回路增加，增加开出信号回路及模拟量回路接线至DCS；原MM200C
保护装置及其控制回路电源空开QF1、储能电源空开QF2及交流空开等不变。
凝结水泵工频运行方式下，保护按照电动机负荷进行定值整定；变频运行方式下，保护
按照变压器负荷进行定值整定，考虑变压器励磁涌流及变频器特点，速断保护按照10倍整定，限时速断按照1.8倍，0.8秒整定，零序按20%接地电流，0.5秒整定，出口方式均为跳
开关，定值分别写入两台保护装置。
DCS画面增加变频器控制模块及接线图，增加双泵高压电源开关互切逻辑，增加DCS远
方启停、调频指令，增加变频器待机运行状态、报警跳闸状态、刀闸状态、频率电流反馈等。
工频运行时，QF5（变频保护电源）空开退出，LP2（变频保护压板）退出，其他空开及
压板均投入运行；变频运行时，QF4（工频保护电源）空开退出，LP1（工频保护压板）退出，其他空开及压板均投入运行。
变频器自带的“远程急停指令”虽然可实现运行人员在远方急停变频器，但会造成变频器
至高压电源的跳闸信号闭锁，导致备用泵切换失败；“远程复位指令”虽然可实现运行人员远
方复归变频器的就地报警，但报警出现的第一时间如果被复归，不利于检修人员对异常情况
的分析；所以这两个信号应取消。
通过以上设计改造，当凝泵处于变频运行方式时，变频器将自身的工作状态、自检情况、各刀闸的状态、电流、频率等工况信息以模拟量和开关量的硬接线方式送至DCS，方便运行
人员监视及接受DCS远方控制，并可以实现工、变频方式双泵高压电源互切、保护、控制及
高压变频器远方控制功能。
3、电气回路设计改造及验证
根据工、变频双适应电气回路设计思路，本人完成设计图纸绘制并组织实施。
2015年
11月至2016年4月，某电厂一期两台机组圆满完成凝泵变频改造工作。
为验证电气回路设
计的正确性及可靠性，两台机组分别进行了工变频保护开出传动、单泵工频启停、单泵变频
启停、双泵一运一备正常工况启停、变频泵跳闸工频泵联启等试验，试验过程操作良好，结
果达到预计目标，设计改造的回路在机组长周期运行中表现稳定。
4、结论
本文结合某电厂凝泵变频改造实例，提出工、变频双适应电气回路设计思路并成功实施。
在国家积极推进节能减排的形式下，对各电力企业既要控制成本投入，又要满足机组安全稳
定运行要求而实施的变频节能改造工程具有一定借鉴意义。
参考文献：
1.张保会尹项根主编《电力系统继电保护》中国电力出版社 2005
2.王维俭编《电力系统继电保护基本原理》清华大学出版社 1991
3.陶然熊为群编《继电保护自动装置及二次回路》电力工业出版社 1981
4.国家能源局DL/T5153 《火力发电厂厂用电设计技术规程》中国计划出版社 2015。