隔離開(kāi)關(guān)及相關(guān)的閉鎖裝置，實(shí)現(xiàn)電氣和機(jī)械互鎖。其作用為變頻工頻運(yùn)行方式的切換。變頻運(yùn)行方式時(shí),K1斷開(kāi),K2和K3閉合；工頻運(yùn)行方式時(shí), K1閉合, K2及K3斷開(kāi)。滿足電力系統(tǒng)五防要求，變頻工頻相互閉鎖, 操作手柄與高壓柜門完全連鎖。旁路柜操作與上級(jí)高壓斷路器DL聯(lián)鎖，合閘時(shí)，絕對(duì)不允許操作隔離開(kāi)關(guān)，以防止出現(xiàn)帶負(fù)荷拉閘現(xiàn)象，確保操作人員和設(shè)備的安全。本裝置設(shè)計(jì)為當(dāng)程序鎖切至操作位置時(shí)跳上級(jí)高壓斷路器DL，同時(shí)旁路柜的K1、K3設(shè)有電磁鎖，K1與K2、K3不能同時(shí)合；K2、K3操作有程序鎖，合時(shí)先合K2，分時(shí)先分K3。
5 項(xiàng)目實(shí)施
5.1 基礎(chǔ)施工
2臺(tái)干式整流變安裝在原四期增壓泵房中，變頻器柜及旁路柜安裝在380V7A、7B段母線室內(nèi)。2004年4月22日，開(kāi)始拆除增壓泵房中的軟化水裝置，開(kāi)挖電纜溝，至5月15日完成澆筑變壓器基礎(chǔ)及變頻器柜、旁路柜基礎(chǔ)槽鋼埋設(shè)等。
5.2 設(shè)備安裝
本項(xiàng)目設(shè)備安裝就位及電纜敷設(shè)由浙江華業(yè)公司承包，動(dòng)力電纜由檢修分場(chǎng)接線，控制電纜由自動(dòng)化分場(chǎng)接線。5月17日，旁路柜、干式整流變運(yùn)抵我廠，5月27日，2臺(tái)干式變安裝就位。5月28日即開(kāi)始干式變側(cè)動(dòng)力電纜頭制作。6月5日，變頻器柜運(yùn)抵我廠。6月7日變頻器柜、旁路柜均安裝就位。6月8日至10日，完成變頻器柜、旁路柜側(cè)動(dòng)力電纜頭制作，電纜預(yù)試等。6月11日至16日，完成控制電纜接線，#7A、7B一次風(fēng)機(jī)6KV開(kāi)關(guān)柜控制回路改造以及風(fēng)道制作安裝等。
5.3 裝置的連鎖保護(hù)
系統(tǒng)保留原有對(duì)電機(jī)的保護(hù)及其整定，以確保電機(jī)工頻旁路時(shí)的啟動(dòng)和正常運(yùn)行，同時(shí)實(shí)現(xiàn)工頻旁路時(shí)對(duì)電機(jī)的保護(hù)和變頻運(yùn)行時(shí)對(duì)變頻器的保護(hù)。
為了防止產(chǎn)生操作和事故情況下產(chǎn)生過(guò)電壓等影響變頻器的壽命的因素，變頻器在控制系統(tǒng)受電自檢正常后才能允許合6kV開(kāi)關(guān)，具體實(shí)現(xiàn)在6kV開(kāi)關(guān)的合閘回路中，6kV開(kāi)關(guān)合上變頻器充電后，自檢正常發(fā)出準(zhǔn)備好信號(hào)，才能啟動(dòng)變頻器運(yùn)行。此邏輯由熱控實(shí)現(xiàn)，同樣在正常或緊急停運(yùn)時(shí)均先停變頻器，然后斷開(kāi)高壓開(kāi)關(guān)，為此在綜合保護(hù)出口和風(fēng)機(jī)緊急跳閘出口控制回路中串有中間繼電器，直接去關(guān)變頻器，短延時(shí)去斷開(kāi)高壓開(kāi)關(guān)。
5.4 設(shè)備調(diào)試
6月15日，控制電源上電開(kāi)始設(shè)備調(diào)試。主要進(jìn)行了以下檢查、測(cè)試項(xiàng)目：
a. 裝置外觀檢查。
b. 硬件及跳線設(shè)置檢查。
c. 檢查一次接線和控制回路接線正確。
d. 絕緣檢查，用2500V搖表測(cè)一次回路對(duì)地絕緣電阻歷時(shí)一分鐘其值為120MΩ。
e. 檢查冷卻風(fēng)扇工作正常，風(fēng)壓值為3.1V，報(bào)警值2.7V，跳閘值2.1V。
f. 核對(duì)變壓器和變頻器相位，發(fā)現(xiàn)#7A一次風(fēng)機(jī)變頻隔離變壓器高壓側(cè)電纜接反，在旁路柜改接后正確。
g. 電阻檢查,驗(yàn)證SCR、SGCT功率器件和所有相關(guān)緩沖電路正常。
h. 控制電源測(cè)試。因380V7A段電源低電壓切換時(shí)會(huì)造成變頻器停運(yùn)，控制電源改接至#7機(jī)UPS。
i. 門極測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試、18脈沖相序測(cè)試。
j. 直流電源測(cè)試。
k. 變頻器參數(shù)整定。
l. 變頻器加中壓，做運(yùn)行前檢查。
m. 變頻器帶電機(jī)空載調(diào)試，轉(zhuǎn)速?gòu)?80~1500rpm時(shí)電流保持在20A，電壓從520V升至5800V。
n. 變頻器帶風(fēng)機(jī)負(fù)載調(diào)試。
5.5 與西門子DCS系統(tǒng)的連接
一次風(fēng)機(jī)變頻控制與#7機(jī)西門子DCS的接口如下：首先，DCS上原一次風(fēng)機(jī)的控制邏輯基本保持不變，控制對(duì)象改為一次風(fēng)機(jī)的6KV動(dòng)力電源，新增了兩臺(tái)變頻器的控制和調(diào)節(jié)。為了防止運(yùn)行人員誤啟動(dòng)未滿足條件的變頻器，我們?cè)黾恿俗冾l器的啟動(dòng)條件，即當(dāng)該變頻器就地已準(zhǔn)備好且其指令小于5%時(shí)才允許啟動(dòng)變頻器。對(duì)于原一次風(fēng)機(jī)的控制邏輯，其跳閘保護(hù)邏輯保持不變，也即保持其安全性不變，在機(jī)組發(fā)生異常情況下能快速切斷一次風(fēng)量及燃料，以確保機(jī)組的安全，在此基礎(chǔ)上增加了啟動(dòng)條件：對(duì)應(yīng)變頻器的進(jìn)、出線開(kāi)關(guān)處于合閘狀態(tài)或其旁路開(kāi)關(guān)處于合閘狀態(tài)，這樣能有效防止運(yùn)行人員未檢查就地電源回路而匆忙合閘的弊端。
對(duì)于變頻器的調(diào)節(jié)，我們主要解決了鍋爐主控中所需風(fēng)量和變頻器轉(zhuǎn)速之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將不同負(fù)荷所需的不同風(fēng)量，轉(zhuǎn)換成不同的對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速。通過(guò)反復(fù)研究變頻器廠家提供的資料及本廠鍋爐的特性，我們?cè)O(shè)計(jì)了適合于本廠鍋爐風(fēng)量特性的變頻調(diào)節(jié)PID邏輯，具體地說(shuō)主要有：四層一次風(fēng)量調(diào)節(jié)擋板的開(kāi)度指令、鍋爐主控的風(fēng)量要求、兩臺(tái)變頻器的指令平衡。通過(guò)以上參數(shù)的邏輯組態(tài)，實(shí)現(xiàn)一次風(fēng)壓力的可靠調(diào)節(jié)。通過(guò)機(jī)組啟動(dòng)后的多次擾動(dòng)試驗(yàn)，將其PID參數(shù)進(jìn)行了多次的優(yōu)化，真正做到了一次風(fēng)壓力的穩(wěn)定可靠調(diào)節(jié)。
和原一次風(fēng)機(jī)進(jìn)口調(diào)節(jié)擋板進(jìn)行調(diào)節(jié)一次風(fēng)量相比較，由于擋板存在熱脹冷縮問(wèn)題，在熱態(tài)工況下，曾多次發(fā)生進(jìn)口調(diào)節(jié)擋板卡澀，無(wú)法進(jìn)行調(diào)節(jié)，并曾發(fā)生由此而使得執(zhí)行機(jī)構(gòu)的鏈桿拉斷，從而導(dǎo)致風(fēng)量無(wú)法調(diào)節(jié)，使得磨煤機(jī)無(wú)法啟動(dòng)，嚴(yán)重影響機(jī)組的出力。而變頻改造后，進(jìn)口調(diào)節(jié)擋板平時(shí)處于全開(kāi)狀態(tài)，無(wú)需參與調(diào)節(jié)，利用變頻器的轉(zhuǎn)速來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)其一次風(fēng)量，調(diào)節(jié)特性平穩(wěn)可靠，線性度好。
6 運(yùn)行情況
機(jī)組負(fù)荷在130MW以下時(shí)，一套制粉系統(tǒng)投入運(yùn)行；機(jī)組負(fù)荷在130~230 MW時(shí)，二套制粉系統(tǒng)投入運(yùn)行；機(jī)組負(fù)荷在230~330MW以下時(shí)，三套制粉系統(tǒng)投入運(yùn)行；在以上這三種工況下，維持一次風(fēng)壓在9.0kPa時(shí)，變頻器的主要參數(shù)如下：
7 改造費(fèi)用
我廠以臺(tái)電生[2004]58號(hào)文向東南公司上報(bào)了“關(guān)于#7A、#7B一次風(fēng)機(jī)變頻改造費(fèi)用的請(qǐng)示”，東南公司以東南發(fā)電生[2004]37號(hào)文批復(fù)了該項(xiàng)目，項(xiàng)目實(shí)際投資額近550萬(wàn)元。
8 效益分析
8.1 節(jié)電效益
#7A、#7B一次風(fēng)機(jī)變頻控制控制改造后，系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)性上有了很大的改善。根據(jù)運(yùn)行提供的廠用電電量積數(shù)計(jì)算，#7A、#7B一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行8個(gè)月來(lái)的平均功率為590kW，發(fā)電機(jī)平均功率為306MW,見(jiàn)下表。
再查閱2001~2003年統(tǒng)計(jì)年鑒有關(guān)數(shù)據(jù)，得知機(jī)組的平均功率為297MW，計(jì)算得#7A、#7B一次風(fēng)機(jī)的平均功率為1150kW。#7A、#7B一次風(fēng)機(jī)控制電源及室內(nèi)空調(diào)總功率為15kW。2臺(tái)一次風(fēng)機(jī)變頻改造后節(jié)省的功率為：2*1150-2*590-15=1105 kW
以年運(yùn)行8000小時(shí)計(jì)算節(jié)電：1105*800010000=884萬(wàn)kWh
該項(xiàng)目總投資約為550萬(wàn)元，使用時(shí)間15年。
以0.20元 kWh計(jì)算，年節(jié)電經(jīng)濟(jì)效益為：
884*0.20-55015＝140.13萬(wàn)元
稅后利潤(rùn)：140.13*（1-33%）=93.89萬(wàn)元
8.2 其他效益
8.2.1 與原擋板調(diào)節(jié)相比，變頻改造后加快了一次風(fēng)量的調(diào)節(jié)速度，提高了機(jī)組的穩(wěn)定性。
8.2.2 避免了電機(jī)啟動(dòng)時(shí)大電流沖擊對(duì)電機(jī)的損壞，延長(zhǎng)了電機(jī)和擋板的檢修周期和壽命，減輕了維修工作量。
[結(jié)束語(yǔ)]
#7A、#7B一次風(fēng)機(jī)變頻器至今已投運(yùn)8個(gè)月，性能穩(wěn)定，運(yùn)行情況良好。今后要加強(qiáng)設(shè)備點(diǎn)檢及運(yùn)行巡檢，保持室內(nèi)環(huán)境衛(wèi)生，在室溫高于30℃時(shí)開(kāi)啟室內(nèi)空調(diào)機(jī)。做好日常維護(hù)工作，每季度對(duì)柜門濾網(wǎng)進(jìn)行一次清灰，以避免其他廠曾出現(xiàn)的因超溫而跳閘的現(xiàn)象。
