淺談電廠給粉機(jī)變頻器低壓跳閘問(wèn)題的幾種解決辦法

鄧　華

摘要：通過(guò)分析變頻器低電壓跳閘的原因，提出解決電廠給粉機(jī)低電壓跳閘問(wèn)題的幾種辦法，并比較其優(yōu)劣，給解決此類(lèi)問(wèn)題提供了思路。

關(guān)鍵詞：給粉機(jī)變頻器低壓跳閘主備用電源直流電源交流不間斷電源

0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)基本完全取代傳統(tǒng)的調(diào)速控制裝置而在電廠中間倉(cāng)儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)的給粉機(jī)上得到廣泛應(yīng)用，但由于國(guó)內(nèi)某些工廠的電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定，導(dǎo)致變頻器在使用中產(chǎn)生了新的問(wèn)題——變頻器低壓保護(hù)跳閘。這種跳閘會(huì)因?yàn)樽冾l器的保護(hù)設(shè)置不同而表現(xiàn)為過(guò)流保護(hù)或低壓保護(hù)。但其原因都是因?yàn)殡娋W(wǎng)低電壓引起的。低電壓通常都是短時(shí)的，主要是因?yàn)殡娫椿坞娀騻渥酝肚袚Q時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。引起電源晃電的原因很多，如主電網(wǎng)側(cè)的電壓波動(dòng)、負(fù)荷不平衡、雷擊、電力切換等原因，負(fù)載側(cè)的大型設(shè)備啟動(dòng)和應(yīng)用、線路過(guò)載等原因。電廠給粉機(jī)變頻器在遇到廠用電壓瞬時(shí)低于變頻器的低電壓保護(hù)值(根據(jù)變頻器的型號(hào)不同該值也不同)時(shí)變頻器停機(jī)，導(dǎo)致給粉機(jī)停機(jī)，同時(shí)會(huì)給FSSS(鍋爐安全監(jiān)控系統(tǒng))發(fā)出給粉機(jī)停止的開(kāi)關(guān)量信號(hào)，這樣會(huì)導(dǎo)致FSSS系統(tǒng)的MFT動(dòng)作。因?yàn)榻o粉機(jī)變頻器低壓保護(hù)跳閘而引起的非計(jì)劃停爐，給電廠帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)損失，也是目前電廠面臨的比較大的問(wèn)題，只有很好的解決該問(wèn)題才能保證電廠安全、可靠、高效的正常運(yùn)行。

1變頻器低電壓跳閘的原因

變頻器是由整流器、逆變器通過(guò)中間的直流環(huán)節(jié)聯(lián)結(jié)組成的，如圖1變頻器的電壓檢測(cè)元件都設(shè)置在直流環(huán)節(jié)，變頻器低電壓是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。變頻器的逆變器件為GTR時(shí)，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，變頻器自我保護(hù)停止運(yùn)行。一般td都在15～25ms，只要電源“晃電”較為強(qiáng)烈，to都在幾秒鐘以上，變頻器自我保護(hù)停止運(yùn)行，使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。

2給粉機(jī)變頻器低壓跳閘問(wèn)題的主要解決方法

要從根源上杜絕和制止晃電基本上是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，目前火電廠解決這一問(wèn)題采取的辦法主要有以下幾種：

2.1為給粉機(jī)主、備用電源配置高速切換的靜態(tài)電子開(kāi)關(guān)目前電廠為給粉機(jī)主、備用電源配置的雙電源切換開(kāi)關(guān)切換時(shí)間大多在1S以上，這根本無(wú)法滿足變頻器電源切換的要求。要滿足給粉機(jī)變頻器毫秒級(jí)切換的要求，需要為給粉機(jī)變頻器配置高速切換的靜態(tài)電子開(kāi)關(guān)，當(dāng)然這還需和上級(jí)廠用電源的廠用電快切裝置配合使用。

這樣可避免因電源切換造成的給粉機(jī)變頻器失壓跳閘這類(lèi)問(wèn)題的發(fā)生，但是如果是整個(gè)電源(包括備用電源)系統(tǒng)的長(zhǎng)時(shí)間大幅度波動(dòng)，這種辦法仍無(wú)法避免給粉變頻器低電壓跳閘。

2.2為FSSS系統(tǒng)的給粉機(jī)設(shè)置全停邏輯延時(shí)(2～5S)，給粉機(jī)變頻器設(shè)置快速重啟動(dòng)，等待電壓恢復(fù)后給粉機(jī)變頻器重啟動(dòng)這種做法既違反了電廠管理規(guī)程，又不能從根本上消除爐膛在晃電時(shí)的安全隱患。延時(shí)短，不可避免地造成停爐；延時(shí)長(zhǎng)，有可能發(fā)生更嚴(yán)重的爆燃事故，延時(shí)簽字人員還要為事故埋單。

2.3用直流電源做為變頻器的備用電源變頻器的雛形是直流變頻器，交流變頻器只是在直流變頻器的前端加上了整流器。變頻器的控制電源和作功電源都來(lái)自于變頻器內(nèi)部的直流母線。新型變頻器都有直流母線端子。

將給粉機(jī)的主、備用電源通過(guò)開(kāi)關(guān)分別接入變頻器交流輸入端和直流母線上，正常工作時(shí)將兩路電源同時(shí)投入，正常工作時(shí)交流電源提供變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)的能量，同時(shí)為直流電源的蓄電池充電。一旦交流電源中斷或電壓下降，直流電源將會(huì)給變頻器直流母線供電，維持變頻器的正常運(yùn)行，在變頻器故障或收到相關(guān)保護(hù)信號(hào)時(shí)又能快速斷開(kāi)直流電源，確保系統(tǒng)的安全可靠工作。

這是目前解決變頻器低壓跳閘問(wèn)題的最好辦法，目前已有專(zhuān)業(yè)的公司開(kāi)發(fā)出成套的裝置及系統(tǒng)，臺(tái)灣宏瑞的dc-bank系統(tǒng)，南京國(guó)臣的抗晃電系統(tǒng)等等。

3為變頻器接入在線UPS

變頻器的控制電源由UPS提供已有成熟的使用經(jīng)驗(yàn)，但采用大型UPS為變頻器提供動(dòng)力電源的方案目前使用不多，因?yàn)閯?dòng)力用UPS容量大、轉(zhuǎn)換效率低、保護(hù)級(jí)別高、投資成本高，目前只在極少數(shù)電廠使用這種方式。

但隨著大型UPS價(jià)格的降低，以及UPS具有成熟的電源管理的軟硬件系統(tǒng)，這種方式的使用會(huì)越來(lái)越多。

綜上所述，以上四種給粉機(jī)變頻器低壓跳閘問(wèn)題的主要解決方法，第一、二兩種只能解決一部分問(wèn)題，使用時(shí)和三、四兩種方法配合使用效果會(huì)更好。

三、四兩種方法任意采用一種都可從根本上解決給粉機(jī)變頻器低壓跳閘的問(wèn)題，使用者可根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來(lái)確定采用那一種方法。