变频与工频运行自动切换系统在一次风机上应用论文

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变频技术在风力发电机组中的应用

变频技术在风力发电机组中的应用

变频技术在风力发电机组中的应用风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。

其蕴量巨大,全球的风能约为2.74×10 MW,其中可利用的风能为2×10 MW,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。

充分利用风能资源,减少常规能源的消耗,符合国家能源改革的方向,而风力发电也是开发新能源、改善环境的重要组成部分。

随着现代变频技术的迅速发展,在风力发电中的应用也更为广泛。

本人重点介绍了变频技术在风力发电中的主要应用,包括风力发电系统的分类;风力发电双向变频器的优缺点等做了论述,最后对风力发电的前景进行了展望。

关键字:变频技术恒速恒频变速恒频截止到2013年底,中国风电累计装机容量达到91412.89MW。

同比增长21.4%。

新增装机和累计装机两项数据均居世界第一。

而风力发电机组也经历了从定桨距到变桨距再到变速变桨距的发展过程。

目前大都采用变速变桨距风力发电机组。

1. 风力发电系统的分类风力发电系统一般分为两大类,采用恒速恒频发电机的风电系统和采用变速恒频发电机的风电系统。

风力发电机组与电网并联运行时,要求风力发电机组发出电能的频率保持恒定,与电网频率相等。

1.1 恒速恒频风力发电系统恒速恒频发电机系统采用的是普通异步发电机,这在国外一般被称为丹麦概念风电机组。

这种风电机组的发电机正常运行在超同步状态,转差率s为负值,且转差率的可变范围很小,所以称之为恒速恒频风电机组。

这种风电机组有如下特点:(1)风力机有三个叶片(2)主轴系统由中间联结有齿轮箱的高速轴和低速轴组成(3)发电机为普通的感应异步发电机。

而这种风电机组的主要缺点是:当风速快速升高时,风能将通过桨叶传递给主轴、齿轮箱和发电机等部件,产生很大的机械应力,引起这些部件的疲劳损坏;并且这种风电机组在正常运行时无法对电压进行控制,不能象同步发电机一样提供电压支撑能力,不利于电网故障时系统电压的恢复和系统稳定,这是采用普通异步发电机的风电机组的最大不足。

电气控制与变频技术 变频调速系统在回转窑一次风机控制中的应用

电气控制与变频技术 变频调速系统在回转窑一次风机控制中的应用

变频调速系统在回转窑一次风机控制中的应用摘要一次风的大小决定着窑内煅烧带温度和其位置,在回转窑控制中,一般要求窑内煅烧带温度控制在1000--1100℃范围,煅烧带位于窑体中部,而且保持较长距离最好。

一次风的给量决定着煅烧带的温度、长度、窑尾温度和煅烧带的延续程度;若风量不足,会使挥发物燃烧不充分,窑内煅烧带的温度降低,窑尾温度低,易结圈,热量利用率低;过量的给风,又会使物料烧损率过高,窑内负压降低。

变频器(Variable-frequency Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。

变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。

变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的,另外,变频器还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等。

关键词:回转窑一次风变频器一、引言异步电动机是冶金、化工等生产企业最主要的动力设备。

作为高能耗设备,其输出功率不能随负荷按比例变化,过去许多设备负载变化,只能依靠挡板或阀门的开度来调节,从而造成很大的能源损耗和电能浪费。

近年来,随着变频器生产技术的成熟以及变频器应用范围的日益广泛,应用变频器对异步电动机控制进行技术改造,成为各企业节能降耗、提高效益的重要手段。

我公司的4#回转窑,是2007年建成投产的。

其一次风机采用星三角降压启动系统,控制落后,结构不完善,控制器件、测量仪表老化严重。

在实际运行中,设备故障频繁,生产长期依靠现场手动挡板和执行机构操作,烧损率高,耗能大,压力波动较大,满足不了生产需要。

为此,2012年应用变频器对回转窑一次风机控制系统改造,通过近一年的跟踪,参数分析以及节能效果,已取得明显的成果。

这种回转窑一次风机控制技术,是目前国内较为成熟和先进的控制方式之一。

自动旁路在一次风机变频中的应用

自动旁路在一次风机变频中的应用

自动旁路在一次风机变频中的应用随着节能减排工作的不断深化,火电机组风机变频改造在发电厂的逐步应用。

一台300MW级别容量的火电机组通常包括2台引风机、2台送风机、2台一次风机和一台增压风机。

通过对风机设备进行变频改造,利用变频控制,代替挡板调节风量,可以提高风机设备的运行效率,改善风机运行工况,节能降耗,降低生产成本。

但是如果风机变频器出现故障,导致风机停运,也会对火电机组的正常运行造成影响,如果处理不及时,可以产生炉膛压力波动、机组负荷迫降乃至停机跳闸事故发生。

据不完全统计,300MW火电机组每次机组跳闸的恢复时间至少要一小时以上,用油20吨以上,损失电量30万度。

通过对一次风机变频器进行自动旁路改造,可以避免变频器故障造成的对机组运行的影响,提高火电机组安全运行系数。

标签:变频器;自动旁路;电厂1 机组情况某电厂#3机组,机组容量330MW,亚临界中间一次再热,单汽包自然循环固态排渣,中储式煤粉锅炉。

建于2004年,2010年完成一次风机变频改造,改造后多次发生一次风机变频器故障,导致单侧风机停运,影响了机组的正常运行。

3A、3B一次风机变频自动旁路改造前。

在3A、3B一次风机开关与3A、3B 一次风机电机之间装有变频装置。

电气一次回路如下:6KV电机电缆接于变频装置进线刀闸与旁路刀闸的连接处,从旁路刀闸与出线刀闸连接处有电缆与一次风机电机相连。

旁路柜有3个高压隔离开关KM1、KM2和KM3,KM2和KM3之间存在机械互锁逻辑,不能同时闭合。

变频运行时,KM3断开,KM1和KM2闭合;工频运行时,KM1和KM2断开,KM3闭合。

一次风机有变频及工频两种运行方式。

正常情况下为变频控制,一次风机变频器故障后,跳一次风机6kV 开关,由运行人员就地手动切旁路,变为工频运行。

2 改造方案一次风机变频器发出重故障信号后,直接将旁路柜入线开关KM1,出线开关KM2自动跳开,热工DCS收到重故障信号后关一次风机入口挡板至预设位置,同时重故障信号延时3秒后自动合旁路开关KM3,实现自动工频运行。

浅谈一次风机变频器自动旁路改造

浅谈一次风机变频器自动旁路改造

浅谈一次风机变频器自动旁路改造雷鸣,谢胤作者单位:天津国电津能热电有限公司地址:天津市东丽区华明镇范庄村北杨北公路邮编:300300 Primary Air Fan Inverter Automatic BypassReconstructionNAME:Lei Ming Xie YinAddr. Yang North Road,The Fan Village North,Huaming town,Dongli District,TianjinABSTRACT: Priary air fan of the Tianjin Guodian Jinneng Co-Generation Co.,LTD.#1 Unit were analyzed by manual bypass tofeasi- -bility analysis and design of automatic bypas--s, for the exchange of.KEY WORD: Priary air fan;inverter;automatic bypass;reconstruction摘要:本文对天津国电津能热电有限公司#1机组一次风机变频器由手动旁路改为自动旁路的可行性分析及设计进行了简析,以供交流。

关键词:一次风机;变频器;自动旁路;改造1 概述变频调速技术是当代最先进的调速技术,它不仅能够为我们提供舒适的工艺条件,满足用户的使用要求,更重要的是这项技术应用在风机、泵类等具有平方转矩特性的负载时,可以节约大量的能量,最大节能率可以达到50%~75%。

因此应用此项技术进行节能改造将会有非常明显的经济意义,同时它也具有优良的环境意义和优异的速度调节性能。

根据变频调速技术原理,变频调速设备用在电力、冶金、矿山、供水等行业将会大有前途,可以取代一些相对落后的调速方案,最大限度地提高企业的经济效益。

天津国电津能热电有限公司#1机组(330MW亚临界供热机组)于2009年8月12日10时完成168小时试运,正式进入商业运行。

利用DCS实现一次风机变频器自动切换

利用DCS实现一次风机变频器自动切换

利用DCS实现一次风机变频器自动切换张林渠,狄素珍,蒋安伟(四川广安发电有限责任公司,四川 广安 638017)Practice of Automatic Switching of Primary Draft Fan Converter by DCSZHANG Linqu, DI Suzhen, JIANG Anwei(Sichuan Guang'an Power Generation Co., Ltd., Guang'an 638017)〔摘 要〕 以某电厂6 kV 一次风机变频器故障为例,分析了故障时变频器未能成功切换为工频运行的原因。

针对就地控制板失电无输出和内部故障的设计缺陷,提出采用主机DCS 实现变换功能的改进方案并开展相关试验,改进效果良好,可广泛适用于6 kV 电机变频器自动切换功能的改进。

〔关键词〕 6 kV 电机;一次风机变频器;自动切换Abstract :Taking the fault of 6 kV primary fan converter in a power plant as an example, the paper analyzes why the converter fails to be switched to power frequency operation when the fault occurs. Aiming at the design defects of no output and internal failure of local control board in case of power loss, an improved scheme is put forward to realize the switching function by adopting computer DCS and related tests are carried out. The modification shows good effectiveness and can be widely applied in the improvement of the automatic switching function of 6 kV motor converter.Key words :6 kV motor; primary fan converter; automatic switching 中图分类号:TM621.6 文献标识码:A 文章编号:1008-6226 (2020) 03-0052-04组降负荷。

引风机变频改造后变频与工频互切探讨

引风机变频改造后变频与工频互切探讨

Telecom Power Technology 运营探讨引风机变频改造后变频与工频互切探讨方 武(大唐华银金竹山火力发电分公司,湖南引风机在变频改造后,引风机出力由静叶(或动叶)调节变为变频调节,变频器的可靠性直接关系到引风机乃需要考虑当变频器出现故障后,对应引风机能够快速进入工频运行恢复出力,在变频器故障处理完成后,能及时转换为工频运行,提高机组运行的经济性。

变频切工频;工频切变频;引风机变频改造Discussion on Frequency Conversion and Power Frequency Mutual Cutting of InducedFANG WuDatang Huayin Jinzhushan Thermal Power Generation Branch After the frequency conversion transformation of the induced draft fan regulation to frequency conversion regulation converter is directly related to the safety of the induced draft fan and even the whole furnace.Therefore ,the corresponding induced draft fan can quickly enter the power frequency 工频电源进线变频调试系统QFGK 1GK 0QS 1QS 2QS 3QF 11R1M工频电源进线变频调速系统旁路QF 1 柜3QF 旁路柜2QF 3QF 11QF 2旁路柜1电阻柜R 1GK 0M GK 1图3 变频器重故障切工频过程中机组重要参数趋势引风机变频改造后增加变频和工频互切功能后,引风机变频运行既提高经济性,也降低了由于变频器出现故障而带来的安全风险。

风机变频改造及自动切换功能的应用

风机变频改造及自动切换功能的应用
f tv ec ienes fv i e fequen ef m aton w er anal ed. t etof m a i s o arabl r cy r or i e yz Aferr r or ton,h t e oper ton oft e abov y a i h e s s—
压 4 3 5 P , 速 5 5 / i , 率 8 . % 。 引风 机 5 . a 转 k 9 rn 效 ra 59
电机 型 号 Y K 0 K 9 0—1 , 定 功 率 2 5 k , 压 0额 80 W 电 6 V, 电流 3 14k 转 速 5 7 / i。 k 2 . A, 9 m n r 送风 机采 用 6 V、 5 0k 定速 电机驱 动 运 行 , k 10 W
2 5 k 定 速 电机 驱 动 运 行 , 调 节 出 口静 开 度 来 0 W 8 靠
调整 引风 量 , 以适 应 锅 炉 负 荷 变 化 。 由于 风 机 选 型 时 风量裕 量 都 比较 大 , 造 前 机 组满 负荷 运 行 时 送 改
风机 电流 7 挡板 开度 在 5 % 左右 , 量 7 0 / ; 8 A, 4 风 5 h t 引风 机 电流 为 2 0 挡板 开 度 在 5 % 左 右 , 量 为 2 A, 0 风
ln o g—t m o t wou p a in ar f n r n n t a ib e l a . e lr e—c p ct n ih —v l g r — er c n i n s o er t e o t u mi g a r l o d Th g o e v a a a a i a d hg y ot e f a e q e c o to e h o o y h s b e d l u e n t e e e g a ig f l . e s c e s u p l a in i s a c u n y c n r l c n l g a e n wi ey s d i h n r y s v n i d Th u c s f l p i t n t n e t e a c o o h ar b e fe u n y s e d c n r l e h i u i f n a d d a t a s d s u s d.h n r y—s vn f ft e v i l r q e c p e o t c n q e on a r a n r f f n wa ic s e t e e e g a ot a ige -

变频与工频运行自动切换系统在一次风机上的应用

变频与工频运行自动切换系统在一次风机上的应用

变频与工频运行自动切换系统在一次风机上的应用作者:杜彦楼来源:《中小企业管理与科技·下旬》2010年第08期摘要:高压变频技术在火电厂辅机动力上应用后节能效果显著,但目前变频器的可靠性还不能满足发电厂的稳定运行要求,本文介绍了一次风机变频与工频运行自动切换系统的设计思路和应用情况,在保证锅炉安全运行前提下达到节能降耗的目的,为火发电厂风机变频控制技术安全应用提供借鉴。

关键词:一次风机变频自动切换转换函数1 概述1.1 设备概况一次风机是火力发电厂内重要的辅机,容量大、耗电多,而且长期处于连续运行、低负荷及变负荷运行状态,目前大多数采用节流调节的方式控制一次风母管压力,其节能潜力巨大,采用变频调速技术是比较理想的的节能途径。

但从目前各发电企业运行的变频器统计,许多品牌的变频器都多多少少的出现过变频器本身故障或被外界因素诱发跳闸事件。

华能上安电厂300MW机组一次风机为上海鼓风机厂生产的2518AZ/842型双进单出离心风机,双侧对称布置,风量为46.8m3/s,风机效率为83%,配置的电机为YKK630--6型鼠笼电机,额定电压6KV,额定功率为1120KW,额定电流为122.6A,转速为1486转/分。

1.2 问题提出虽然一次风机采用变频调速是较理想的节能措施,但电力生产的特殊性要求一次风机运行不仅要有较高的经济性,而且首先要有足够的安全可靠性,尽可能减少一次风机变频跳闸对锅炉运行的影响,避免因一次风失压导致锅炉灭火情况发生。

由于变频器是一个复杂的大功率电力电子装置,要想达到目前工频运行方式下的可靠性还有一段差距,就目前运行情况看,不管是进口变频器,还是国产变频器,都多次出现过变频器本身故障或被外界因素诱发跳闸的情况。

因此,为解决火力发电厂锅炉一次风机采用变频调速后机组的安全稳定运行问题,需解决两个问题:一是自动切换如何实现;二是切换过程中如何使风量变化幅度最小,以满足锅炉稳定燃烧的需要,这就需设计变频与工频自动切换系统来解决。

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变频与工频运行自动切换系统在一次风机上的应用摘要:高压变频技术在火电厂辅机动力上应用后节能效果显著,但目前变频器的可靠性还不能满足发电厂的稳定运行要求,本文介绍了一次风机变频与工频运行自动切换系统的设计思路和应用情况,在保证锅炉安全运行前提下达到节能降耗的目的,为火发电厂
风机变频控制技术安全应用提供借鉴。

关键词:一次风机变频自动切换转换函数
1 概述
1.1 设备概况一次风机是火力发电厂内重要的辅机,容量大、耗电多,而且长期处于连续运行、低负荷及变负荷运行状态,目前大多数采用节流调节的方式控制一次风母管压力,其节能潜力巨大,
采用变频调速技术是比较理想的的节能途径。

但从目前各发电企业运行的变频器统计,许多品牌的变频器都多多少少的出现过变频器本身故障或被外界因素诱发跳闸事件。

华能上安电厂300mw机组一次风机为上海鼓风机厂生产的
2518az/842型双进单出离心风机,双侧对称布置,风量为46.8m3/s,风机效率为83%,配置的电机为ykk630--6型鼠笼电机,额定电压
6kv,额定功率为1120kw,额定电流为122.6a,转速为1486转/分。

1.2 问题提出虽然一次风机采用变频调速是较理想的节能措施,但电力生产的特殊性要求一次风机运行不仅要有较高的经济性,而且首先要有足够的安全可靠性,尽可能减少一次风机变频跳闸对锅炉运行的影响,避免因一次风失压导致锅炉灭火情况发生。

由于
变频器是一个复杂的大功率电力电子装置,要想达到目前工频运行方式下的可靠性还有一段差距,就目前运行情况看,不管是进口变频器,还是国产变频器,都多次出现过变频器本身故障或被外界因素诱发跳闸的情况。

因此,为解决火力发电厂锅炉一次风机采用变频调速后机组的安全稳定运行问题,需解决两个问题:一是自动切换如何实现;二是切换过程中如何使风量变化幅度最小,以满足锅炉稳定燃烧的需要,这就需设计变频与工频自动切换系统来解决。

2 变频与工频运行切换系统设计
2.1 自动切换系统原理图
该系统由变频器入口断路器qf1、出口断路器qf2、工频旁路断路器qf3和变频器组成。

当引风机变频运行方式时,操作变频器入口断路器、出口断路器闭合,然后启动变频器,开启一次风机变频运行。

工频运行时,断开变频器入口断路器、出口断路器,然后闭合工频旁路断路器转换到工频运行。

当变频器检修时,拉出qf1、qf2断路器,形成明显断点。

电气联锁及操作基本原则如下:①变频器入口断路器qf1与变频器实现联锁保护,当变频器不具备送电条件时,闭锁qf1合闸回路,当变频器出现重故障时,紧急分断qf1断路器。

②变频器出口断路器qf2与变频器实现联锁保护,当qf2没有闭合时,禁止启动变频器。

③qf3与qf2之间存在电气硬接线和dcs逻辑双重闭锁功能,两个断路器不能同时闭合。

④断路器qf2与断路器qf3处的接地刀闸存在互锁功能,防止设备运行或检修时误操作导致严重事故。

⑤qf1断路器配变压器保护,保护动作时跳开qf1断路器,
连跳qf2断路器。

qf3断路器配置电动机保护,保护动作时跳开qf3断路器。

qf2断路器配置电动机保护,保护动作时闭锁变频向工频切换。

2.2 风机入口挡板自动调整方案变频器运行中跳闸后,在切换到工频过程中,风机入口挡板必须快速响应关到相应位置,以确保一次风量较小波动,但挡板回关位置如何确定,这就需要提前计算给定。

一次风机转速给定信号与风量是线性关系,但入口挡板开度与风机风量则是非线性关系。

因此,当变频器跳闸时,dcs系统要用当时变频转速给定信号控制风机入口挡板开度,方能使自动切换前后的风量相等。

经过多次在现场试验测定了入口挡板开度与风机风量、转速的函数关系,建立了在本侧风机同一出力下,由变频控制状态转化为挡板控制时所须挡板开度的转换函数,将其输入dcs系统内,则当变频器跳闸时,风机入口挡板可实现根据跳闸前变频器的转速自动调节到需要的位置,保证切换前后的风量相等。

2.3 风机入口挡板动作速度问题在风机变频改造中,风机入口挡板的动作速度对锅炉的影响很重要,特别是当变频向工频切换时。

在切换过程中,为防止电机过电压,从变频器故障到旁路开关合闸约需4秒左右时间,电机进入全速运转还需要6-10秒时间,为了抵消由于电机速度增加而带来的风量增加,入口挡板应在几乎相同的时间内关到预定位置,因此要求入口挡板的动作速度要快。

为了实现风机档板在变频器故障时快速动作和工频运行时调整操作稳定,要求风机档板执行机构在故障状态时动作速度快,正常操作时
动作速度要慢,以符合运行人员的调整要求,为此应选择挡板的全行程关时间控制在12-15秒为宜。

2.4 自动切换系统dcs控制逻辑设计一次风机应用变频调速控制后,运行调节最终要满足一次风压的要求。

变频方式运行时一次风压调整不再依靠调节入口挡板开度来改变风量,改为以一次风母管压力为被控对象,变频器接受dcs提供的4-20ma速度给定信号,调节一次风机转速来改变进气量。

同时保留了一次风机入口挡板备用功能,一次风压即可通过变频器也可通过入口挡板进行调整。

通常,两侧一次风机变频方式运行时,一次风机入口挡板应手动放到100%全开位置,一次风压通过变频器进行自动调整。

一台变频器故障后,如果需要故障侧一次风机工频运行,故障侧一次风机入口挡板可置于全开,利用非故障侧变频运行风机进行一次风压变频自动调节,也可将非故障侧变频运行风机手动设定一定转速,然后两侧挡板同时投自动进行一次风压力调节。

当两台一次风机都在工频方式运行,一次风机入口挡板可投自动进行调节,与改造前相同。

2.5 自动切换系统应用效果
2.5.1 一次风机变频控制改造结束后,在空载和带负荷情况下进行了手动工频向变频、手动变频向工频切换试验,工变频切换平稳,入口挡板响应迅速,一次风压波动很小。

在修后超速试验前,又模拟了变频器重故障停机状态,自动切换系统成功启动,转到工频运行,同时入口挡板关到相应位置,对锅炉燃烧没有造成任何影响。

2.5.2 一次风机变频控制改造后,在机组负荷250mw时,发生了
一次变频器内部故障,从变频运行方式自动切换到工频方式,从运行曲线观察,一次风压波动很小,锅炉负荷基本没有受到影响。

2.5.3 一次风机变频改造结束后,节能效果显著,与变频改造前电机运行参数相比,满负荷时电流下降约25a,半负荷运行时电流下降约26a,从供电开关处统计用电量分析,变频控制改造后月平均节电28%,同时从一次风机单耗试验分析,改造后能耗下降约25%。

3 结语
高压变频器近年在电力系统虽然应用较广,但大多考虑的是节能效果,积累的运行经验较少,安全隐患不容乐观,在故障情况下多次出现影响机组负荷或导致机组跳闸事件。

华能上安电厂300mw机组一次风机变频与工频运行自动切换系统的设计和应用,避免了变频器故障时对机组安全运行的威胁,通过正常情况下的切换试验和变频器故障时的成功切换观察,对锅炉燃烧影响很小,同时变频控制技术应用后节能效果显著,改善了锅炉一次风压调节品质,值得火电厂风机类辅机变频控制改造时借鉴和推广。

参考资料:
[1]风机及系统运行与维修问答/机械设备维修问答丛书,机械工业出版社,2004.
[2]蔡增基.流体力学泵与风机(第五版),中国建筑工业出版社,2009.
[3]王朝晖.泵与风机,中国石化出版社,2007.。

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