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| 西爾康SK2700系列高壓變頻器在貴陽電廠的應用 | 一、項目背景
隨著我國電力體制改革的深入開展，供求形勢的變化、廠網(wǎng)分家、競價上網(wǎng)等政策的出臺，節(jié)約能源、節(jié)約廠用電、降低發(fā)電成本、提高生產(chǎn)效益，已經(jīng)是許多發(fā)電廠的一項自覺行動。
我國火力發(fā)電廠中，廠用電一般占發(fā)電量的4%~10%，降低廠用電直接關系著電廠的經(jīng)濟效益。另外風機是火力發(fā)電廠重要的輔助設備之一，鍋爐的四大風機的總耗電量約占機組發(fā)電量的2%左右。隨著火電機組容量的提高，鍋爐風機的容量也在不斷增大，占機組容量的3%以上。因此，提高風機的運行效率對降低廠用電率具有重要的作用。
國電貴陽發(fā)電廠總裝機容量為2×200MW，兩臺900T/h煤粉爐，每臺鍋爐配置兩臺送風機（1800kW/6kV）和兩臺引風機(2000kW/6kV)，均為離心式風機，采用入口風門調(diào)節(jié)風量。由于機組調(diào)峰任務重，負荷在100MW～200MW之間大幅度變化。由于采用風門調(diào)節(jié)，造成巨大的節(jié)流損耗，浪費了大量的電能，致使廠用電率居高不下，供電煤耗高，發(fā)電成本不易降低。
當機組在額定負荷下運行時，風機效率較為理想，但當機組降負荷運行時，一部分功率被消耗在擋板上，且機組負荷越低，消耗在擋板上的功率越大，從而使風機效率隨機組負荷降低而迅速下降。
該系統(tǒng)在運行過程中還存在一些其他問題：
1.擋板動作遲緩，手動時運行人員操作不靈活，如操作不當還會造成風機振動。投自動運行時，很難滿足調(diào)節(jié)品質(zhì)。
2.風機擋板執(zhí)行機構(gòu)故障較多，不能適應長期頻繁調(diào)節(jié)，使風機調(diào)節(jié)系統(tǒng)一直不能正常投入自動運行。
3.風機電動機在起動時，采用直流起動方式，起動電流為額定電流的5~7倍，電動機受到的機械，電氣沖擊較大，經(jīng)常發(fā)生轉(zhuǎn)子籠條斷裂故障。
4.電動機容量比風機額定出力大，多余容量不能利用，降低了效率，浪費了電能。
5.擋板受沖擊，磨損較嚴重，漏風現(xiàn)象嚴重。
因此選擇高效的風量調(diào)節(jié)方式對送引風機進行節(jié)能改造已成為當務之急。為了進一步適應廠網(wǎng)分家、競價上網(wǎng)的電力體制，進一步節(jié)約能源，降低廠用電率，保護環(huán)境，改善運行控制方式，減少風機的磨損和噪音，利用電機變頻調(diào)速方法實現(xiàn)風量調(diào)節(jié)，達到節(jié)能和實現(xiàn)穩(wěn)定控制的目的，貴陽電廠采用了無錫市西爾康電氣有限公司生產(chǎn)的8臺SK2700系列高壓變頻器對兩臺機組的送引風機進行了變頻調(diào)速節(jié)能改造。
二、SK2700系列變頻器的性能
國電貴陽電廠#8、#9機組引、送風機共八臺，采用8臺SK2700系列變頻器進行調(diào)速控制。變頻器為直接高—高方式的電壓源型，外加工頻旁路切換開關。變頻器的主要性能指標如下：
| 變頻器容量 |
2500kVA |
| 額定電流 |
240A |
| 輸入頻率 |
50Hz |
| 額定輸入電壓 |
6000V |
| 允許電壓波動 |
±10% |
| 輸出頻率范圍 |
0~50Hz(即：調(diào)速范圍0~100%) |
| 變頻器效率 |
≥96% |
| 過載能力 |
120%1min，150%立即保護 |
為了適應電廠設備運行安全性及工藝需要，變頻器除了滿足上述基本性能指標要求外，還具有如下功能：
1.風機變頻改造后，既可以變頻調(diào)速運行，也可以直接投工頻運行。
2.控制電源為兩路交流220V，兩路相互備用，當兩路控制電同時故障時，UPS至少能維持30分鐘。
3.控制系統(tǒng)采用“雙DSP＋PLC＋觸摸屏”方案，系統(tǒng)可靠性高。DSP運行速度達到納秒級，完全杜絕了“工控機＋PLC＋單片機”的工控機方案而出現(xiàn)的內(nèi)存損壞、風扇停運等故障。
4.變頻器配置單元旁路功能，在局部故障時，變頻器可將故障單元旁路，降額繼續(xù)運行，減少風機忽然停機造成的損失。旁路狀態(tài)可以長期運行，等適當時候停機處理。
5.具有軟起動功能，沒有電機啟動沖擊引起的電網(wǎng)電壓下跌，可確保電機安全、長期運行；
6.系統(tǒng)采用中性點漂移技術，當某個功率單元出現(xiàn)故障時，可以自動監(jiān)測故障并啟動單元旁路功能，使得該單元不再投入運行，不用同時旁路故障單元的同一級其它兩個功率單元，程序會自動進行運算，調(diào)整算法，使得輸出的三個線電壓仍然完全對稱，系統(tǒng)能維持額定輸出的95%以上，幾乎對機組運行不產(chǎn)生任何影響。
7.系統(tǒng)的功率單元為模塊化設計，同等容量的變頻器功率單元均可互換，功率單元更換方便，3分鐘即可更換一個模塊
8.和電廠的DCS系統(tǒng)實現(xiàn)無縫接口。
三、改造項目具體實施方案
1、現(xiàn)場示意圖（如圖1）
#9機送/引風機變頻室（如圖1：綠色部分）
#8機送/引風機變頻室（如圖1：黃色部分）
2、選配變頻裝置型號及主要參數(shù)
序號
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設備名稱
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變頻器型號
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電機功率（kW）
|
柜體尺寸(mm)
|
臺數(shù)
|
1
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8#機組
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送風機
|
SK2700-06-2250-6QY
|
1800
|
6080×1300×2750
|
2
|
2
|
引風機
|
SK2700-06-2500-6QY
|
2000
|
6080×1300×2750
|
2
|
3
|
9#機組
|
送風機
|
SK2700-06-1800-6QY
|
1400
|
6080×1300×2750
|
2
|
4
|
引風機
|
SK2700-06-2500-6QY
|
2000
|
6080×1300×2750
|
2
|
3、變頻器系統(tǒng)方案
貴陽電廠#8、#9機組八臺風機變頻改造后，變頻器都采用手動旁路一拖一系統(tǒng)方案，具體如下：
1)手動旁路一拖一主回路示意
2)說明
變頻運行時，閉合QS1、QS3，斷開QS2；
工頻運行時，斷開QS1、QS3，閉合QS2；
QS1、QS2與QS3為隔離刀閘開關；
其中，QF1，M為貴陽電廠現(xiàn)場設備。
3)變頻改造后的情況
1.實現(xiàn)變頻、工頻相互手動切換；
2.將變頻系統(tǒng)納入用戶DCS系統(tǒng)，實現(xiàn)遠方/就地控制；
3.電機以往的差動保護在變頻時退出，工頻時投入；
4.變頻器除了對電機軟啟動之外，還具有過壓、過載、過流等保護功能。
4、控制系統(tǒng)
1)控制信號
貴陽電廠#8、#9機組八臺風機變頻改造后，變頻器由貴陽電廠集控室DCS控制，變頻器至DCS具體控制信號如下：
序號
|
名 稱
|
邏輯要求
|
測點類型
|
線號說明
|
用 途
|
1
|
DCS復位
|
故障復位
|
DI干節(jié)點脈沖信號
|
X1、P24
|
變頻器故障復位信號
|
2
|
起停控制
|
合：起動
開：停機
|
DI干節(jié)點長保持信號
|
X2、P24
|
按設定起停方式及加減速曲線控制變頻器
|
3
|
目標頻率設定
|
4～20mA
|
AI模擬量
|
FREQ+、FREQ-
|
DCS控制變頻器運行目標頻率
|
4
|
高壓合閘允許
|
合：允許合閘
開：無意義
|
DO干節(jié)點長保持信號
|
Y1A、Y1B
|
高壓進線開關合閘控制
|
5
|
系統(tǒng)就緒
|
合：系統(tǒng)已就緒
開：無意義
|
DO干節(jié)點長保持信號
|
Y2A、Y2B
|
變頻系統(tǒng)無故障，允許運行
|
6
|
變頻運行狀態(tài)
|
合：變頻運行狀態(tài)
開：停止狀態(tài)
|
DO干節(jié)點長保持信號
|
Y3A、Y3B
|
指示電機的變頻運行狀態(tài)
|
7
|
遠程/本地控制狀態(tài)
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合：變頻器處于遠程控制狀態(tài)
開：變頻器處于本地控制狀態(tài)
|
DO干節(jié)點長保持信號
|
Y4A、Y4B
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指示變頻器的控制指令源
|
8
|
輕故障（報警）
|
合：變頻器處于輕故障狀態(tài)
開：無輕故障
|
DO干節(jié)點長保持信號
|
Y5A、Y5B
|
指示變頻器的報警狀態(tài)
|
9
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重故障（停機）
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合：變頻器處于重故障狀態(tài)
開：無重故障
|
DO干節(jié)點長保持信號
|
Y6A、Y6B
|
指示變頻器的故障狀態(tài)
|
10
|
變頻工頻狀態(tài)
|
|
DO干節(jié)點
|
Y7A、Y7B
|
|
11
|
當前運行頻率
|
4～20mA
|
AO模擬量
|
A01、AGND
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變頻器當前輸出頻率
|
12
|
電機電流
|
4～20mA
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A0模擬量
|
A02、AGND
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電機當前運行電流
|
貴陽電廠#8、#9機組八臺風機變頻改造后，電廠6kV配電裝置保護投切做了相應變更，變更如下：
1.引風機6kV高壓開關間隔處增加合閘允許1LP、差動保護2LP、速斷保護3LP共3塊保護壓板，對應投入方式為：合閘允許1LP（變頻運行切除，工頻運行投入），差動保護2LP（變頻運行切除，工頻運行投入），速斷保護3LP（變頻運行投入，工頻運行切除）；
2.送風機6kV高壓開關間隔處增加合閘允許1LP保護壓板，對應投入方式為：合閘允許1LP（變頻運行切除，工頻運行投入）。
2)運行邏輯
四、變頻改造后對設備的影響
引、送風機采用變頻運行后，除了節(jié)能和控制性能改善外，風機系統(tǒng)的運行工況也明顯改善，有以下優(yōu)點：
1.實現(xiàn)風門全開，不再調(diào)整風門，運行自動化程度大為提高，運行和維護工作量降低。
2.變頻改造后，電動機實現(xiàn)軟啟動，降低了電動機的故障率。
3.功率因數(shù)提高，從電網(wǎng)角度看，工頻運行時功率因數(shù)為0.85左右，變頻運行時功率因數(shù)達到0.96.因此，即使同樣滿負荷運行，變頻運行時，高壓輸入電流明顯比工頻運行時小，這有利于節(jié)能和設備安全運行。
4.采用變頻和旁路工頻雙套運行方式，當變頻器故障時，電動機可投工頻旁路，電動機定速運行，不影響設備運行，了機組的安全運行。
五、結(jié)論
將交流變頻調(diào)節(jié)裝置應用于大型鍋爐風機，不僅節(jié)能，而且大大改善了控制品質(zhì)和運行工況，取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟效益，使設備的運行方式更趨合理，設備自動化程度、控制水平進一步提高。雖然高壓交流變頻調(diào)速裝置的一次性投資較大，但它所帶來的回報是巨大的、長期的，建議大力推廣使用。
總之，無錫市西爾康電氣有限公司生產(chǎn)的SK2700系列高壓變頻器在國電貴陽電廠風機的調(diào)速改造中應用是相當成功的，該系列變頻器的性、可靠性已得到了許多工業(yè)應用的證實。在電力行業(yè)，對于許多高壓大功率的輔機設備推廣采用高壓變頻調(diào)速技術，不僅可以取得相當顯著的節(jié)能效果，也是電廠節(jié)能降耗的一個有效途徑，而且得到政策的支持，代表了今后電力行業(yè)節(jié)能技改的方向。 | 上一頁：西爾康SK2700高壓變頻器在沙鋼潤中煉鋼廠除塵風機的應用
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◇ Z2000系列迷你型變頻器：
◇ 機型外觀尺寸超小，迷你精巧，
◇ 輕巧緊湊設計，操作方便
◇ 產(chǎn)品技術指標:
項目名稱
Z2000
輸入
額定電壓、頻率
…
◇ 變頻器型號說明：
◇ 產(chǎn)品技術指標：
項 目 名 稱
H2000
輸入
額定電壓、頻率
1PH AC 220V 50/60Hz；3PH AC380V 50/60Hz
電壓允許范圍
…
◇ 變頻器型號說明：
◇ 產(chǎn)品技術指標：
項目名稱
H3000
輸入
額定電壓、頻率
3PH380V 50/60Hz；1PH/3PH220V 50/60Hz
3PH690V 50/60Hz；3PH114…
◇ 功能描述：
1.實現(xiàn)多達六臺水泵的供水控制，其中一臺為主機，其他為從機。
2.任意主機功能:系統(tǒng)任意一臺可選擇為主機,當當前主機出故障，可以選用另一從機為主機，只需要把壓力傳感器信號線移到新…
變頻器的綜合技術特性：
? 輸入輸出特性
- 輸入電壓范圍：220/380/690V±15%
- 輸入頻率范圍：47～63Hz
- 輸出電壓范圍：0～額定輸入電壓
- 輸出頻率范圍：0～600Hz
? 外圍接口特性
- 可編程數(shù)字輸入：7路開…
1、S300產(chǎn)品技術規(guī)范
控
制
特
性
控制方式
…
型號說明：
銘牌說明：
變頻器選型：
型號
額定輸電流（A）
額定輸出電流（A）
適配電機
KW
…
>> 應用范圍
電力工業(yè)：鍋爐給水泵、送風機、引風機等；
采礦行業(yè)：礦井的排水泵和排風扇等；
冶金行業(yè)：高爐鼓風機、煉鋼制氧機、除塵機等；
石化行業(yè)：大型輸油泵、化工生產(chǎn)的壓縮機等；城市建設：自來水…
型 號
MT508T
硬件規(guī)格 ( Hardware Specifications ) …
型 號
MT
506L
硬件規(guī)格 ( Hardware Specifications )
外殼顏色
黑/銀白可選
…
型 號
MT4500L
硬件規(guī)格( Hardware Specifications ) …
型 號
MT4400T
硬件規(guī)格 ( Hardware Specifications )
…
型 號
MT4300T
硬件規(guī)格 ( Hardware Specifications )
…
型 號
4300C
硬件規(guī)格 ( Hardware Specifications )
…
型 號
MT4300L
硬件規(guī)格 ( Hardware Specifications )
…
>> 37A至4000A
SK790系列高性能全數(shù)字直流調(diào)速器專為滿足所有的調(diào)速應用而設計，從單一直流電機傳動到復雜的多電機傳動系統(tǒng)都能勝任。790的核心是一臺功能強大的32位微處理器，以及的預測電流環(huán)控制算法…
SK-3000系列電機軟起動器，采用智能化數(shù)字式控制，以單片機為智能中心，可控硅模塊為執(zhí)行元件對電動機進行全自動控制，它適用各種負載的鼠籠型異步電動機控制。使電動機在任何工況下均能平滑起動…
SK-RPMV系列中高壓軟起動裝置采用計算機控制技術和電力電子技術相結(jié)合，以高壓大功率晶閘管為主回路的開關元件，通過改變晶閘管的導通角來控制電動機電壓的平穩(wěn)升降和無觸點通斷，實現(xiàn)電動機的平穩(wěn)起停。…
SK-RPR8系列全數(shù)字智能式交流電動機軟起動器是采用電力技術、微處理器技術及現(xiàn)代控制理論技術，具有水平的新型起動設備。同時具有鍵盤控制、外控端子控制、上位機控制等多種控制模式，具有故障繼電器輸出…
功能
測量并以數(shù)字直讀方式顯示出電機轉(zhuǎn)速值。
品種規(guī)格及選型說明
型號SK-2轉(zhuǎn)速表
SK-2數(shù)字轉(zhuǎn)速表接線圖
功能
測量并以數(shù)字直讀方式顯示出電機轉(zhuǎn)速值。
品種規(guī)格及選型說明
型號SK-1轉(zhuǎn)速表
SK-1數(shù)字轉(zhuǎn)速表接線圖
介紹
SKA系列智能溫度調(diào)節(jié)儀是我公司潛心研發(fā)的一款普及型溫控儀表。該儀表以單片計算機為控制中樞，具有數(shù)字PID及自整定功能，精煉的電路設計、成熟的控制程序加上進口的主要器件，使儀表具有穩(wěn)定可靠、適…
介紹
SKB系列是我公司研發(fā)的新型插拔式溫度控制調(diào)節(jié)儀表，此系列儀表分為通用型、增強型、工程型、程序型等4種類型產(chǎn)品，滿足客戶從低到高的各種需求。此系列儀表增加了電流檢測、輸出量維持、模塊自動識別、…
【產(chǎn)品特點】
1、便攜式設計，可分拆電源線。
2、采用特殊阻燃耐高溫鋁殼
3、配備S11插座，無需插座轉(zhuǎn)換。
4、具備較高的啟動能力。
5、轉(zhuǎn)換效率高達90%左右。
6、5V500MA USB接口。
7、LED指示燈顯示工作…
【產(chǎn)品特點】
1、便攜式設計，可分拆電源線。
2、采用特殊阻燃耐高溫鋁殼
3、配備S11插座，無需插座轉(zhuǎn)換。
4、具備較高的啟動能力。
5、轉(zhuǎn)換效率高達90%左右。
6、5V500MA USB接口。
7、LED指示燈顯示工作狀…
【產(chǎn)品特點】
1、便攜式設計，可分拆電源線。
2、采用特殊阻燃耐高溫鋁殼
3、配備S11插座，無需插座轉(zhuǎn)換。
4、具備較高的啟動能力。
5、轉(zhuǎn)換效率高達90%左右。
6、5V500MA USB接口。
7、LED指示燈顯示…
