隨著自動控制技術(shù)的不斷提升，火電廠鍋爐的控制系統(tǒng)和安全保護(hù)也日趨完善，除了DCS系統(tǒng)外，F(xiàn)SSS已經(jīng)成為火電廠的標(biāo)準(zhǔn)配置系統(tǒng)，在爐膛安全保護(hù)上起了關(guān)鍵的作用。
在火電廠配置FSSS系統(tǒng)以后，也產(chǎn)生了新的問題?；痣姀S煤粉爐的給粉系統(tǒng)成為自動化程度最低的薄弱環(huán)節(jié)。目前只是使用了變頻調(diào)速系統(tǒng)，甚至有的還在使用液力耦合裝置。在實際使用過程中，因為給粉機(jī)變頻跳閘引起FSSS的MFT動作或誤動作，給正常生產(chǎn)和安全帶來很大的隱患。這些事故給火電廠造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失，也成為火電廠安全事故的高發(fā)區(qū)。如何采用一套高效的爐膛安全給粉系統(tǒng)（SGS)成為電廠的首要選擇。SGS也是在這種需求推動下，由國臣公司開發(fā)而成，在部分電廠使用中，收到明顯效果。該系統(tǒng)的使用，從根本上解決了給粉機(jī)的跳閘問題，不僅避免了給粉機(jī)變頻跳閘引起的故障停爐，又避免了運(yùn)行人員的違章操作或誤供粉引起的鍋爐余熱爆爐。
SGS的開發(fā)及生產(chǎn)嚴(yán)格按照電力系統(tǒng)爐膛安全級別要求，所有控制系統(tǒng)及執(zhí)行元件都采用雙冗余設(shè)置，為客戶提供了安全、可靠的給粉控制系統(tǒng)，避免了原給粉系統(tǒng)依靠變頻調(diào)速帶來的安全隱患。
該科技成果已得到電力系統(tǒng)眾多知名專家鑒定，并在幾大電力集團(tuán)各電廠進(jìn)行推廣。
一、變頻器正常使用時存在的問題
由于國內(nèi)一些工廠的電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定，導(dǎo)致變頻器在使用中產(chǎn)生了新的問題—變頻器低壓跳閘。低電壓通常都是短時的,對傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)影響較小，而對變頻器控制的則會產(chǎn)生低壓跳閘導(dǎo)致電機(jī)停止，影響生產(chǎn)。
變頻器的低電壓主要是指中間直流回路的低電壓，一般能引起中間直流回路的低電壓的原因來自兩個方面：
一、來自電源輸入側(cè)的低電壓
正常情況下的電源電壓380V，允許誤差為-5%~+10%，經(jīng)三相橋式全波整流后中間直流的電壓值為513V，個別情況下電源線電壓較小的電壓波動，也不會造成變頻器的低電壓跳閘。電源輸入側(cè)的低電壓主要是由于電網(wǎng)電壓的波動或主電力線切換；雷擊使電源正弦波幅值受影響。
二、來自負(fù)載側(cè)的低電壓
1，大型設(shè)備啟動和應(yīng)用；
2，線路過載；
從電源輸入側(cè)和負(fù)載側(cè)來解決此問題是不現(xiàn)實的，我們從變頻器本身著手，采用直流支撐技術(shù)(在變頻器直流側(cè)加不間斷直流電源提高變頻器的低電壓跨越能力)來解決目前工廠面臨的問題。采用此技術(shù)可確保：
(1)、廠用交流電源低電壓時,變頻器還能正常工作。
(2)、備自投切換過程中確保變頻器正常工作。
二、技術(shù)關(guān)鍵:
變頻器是由整流器和逆變器兩部分組成。通過對變頻器的研究，變頻器低電壓指其中間直流回路低電壓(即逆變器輸入電壓過低)。一般的變頻器都具有過壓、失壓和瞬間停電的保護(hù)功能。變頻器的逆變器件為GTR時，一旦失壓或停電，控制電路將停止向驅(qū)動電路輸出信號，使驅(qū)動電路和GTR全部停止工作，電動機(jī)將處于自由制動狀態(tài)。逆變器件為IGBT時，在失壓或停電后，將允許變頻器繼續(xù)工作一個短時間td，若失壓或停電時間to＜td，變頻器將平穩(wěn)過度運(yùn)行；若失壓或停電時間to＞td ，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，使電動機(jī)停止運(yùn)行。
解決該問題的關(guān)鍵就是如何使變頻器在瞬時低電壓時還能正常工作。我們根據(jù)業(yè)主的實際情況，采用變頻器抗晃電系統(tǒng)(在變頻器直流側(cè)加不間斷直流電源提高變頻器的低電壓跨越能力)來解決目前工廠存在的問題。
1、技術(shù)原理
1)、單臺電機(jī)工作原理圖：
2）、下圖是多臺電機(jī)的工作模式圖
多臺電機(jī)工作模式：
M1，M2，M3同時設(shè)計于同一控制系統(tǒng)中為低壓電機(jī)群的工作模式；
2、技術(shù)性能特點
結(jié)構(gòu)合理可靠：
該系統(tǒng)直接向VVVF提供直流電源。和傳統(tǒng)的UPS相比，減少了AC/DC、DC/AC 兩次變換，硬件費(fèi)用減少，可靠性提高。
常規(guī)UPS整流充電器與變頻器處于串聯(lián)狀態(tài)，既要對電池充電，還須向逆變器供電，可靠性低。
直流支撐系統(tǒng)不影響原來設(shè)備的全部工作狀態(tài)。
電動機(jī)享有變頻器的軟啟動、調(diào)速等功能，并具備短路、接地故障和過載等保護(hù)特性。
充電器具有穩(wěn)壓、限流功能。
直流支撐系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)可以記錄、儲存和顯示。
采用方便檢修維護(hù)的模塊化結(jié)構(gòu)，并聯(lián)使用。系統(tǒng)各回路完全獨(dú)立，檢修某回路變頻器及其控制保護(hù)電路等，不影響其他回路工作。
系統(tǒng)相關(guān)部件采用IGBT逆變功率器件和微處理器控制。
三、所需材料及配置1、現(xiàn)有的設(shè)備
業(yè)主提供的現(xiàn)場條件：
變頻器的臺數(shù)、功率、品牌以及負(fù)載類型。
業(yè)主需提供的條件：
一路380V/60A 3P+N+PE電源.
被保護(hù)變頻器的狀態(tài)干節(jié)點信號
被保護(hù)變頻器二次接線圖。
有關(guān)的工程設(shè)計條件。包括被保護(hù)變頻器盤內(nèi)布置圖。
2、設(shè)備邏輯控制圖
1． 變頻器啟動；停止控制邏輯
根據(jù)變頻器的原理，變頻器在交流供電或直流供電正常情況下在接受到啟動接點指令后，即可投入運(yùn)行。在變頻器正常運(yùn)行后有一反映變頻器運(yùn)行狀態(tài)的接點信號閉合。變頻器運(yùn)行調(diào)速指令由DCS 或PLC 送來的4－20mA 模擬信號實現(xiàn)。
2．直流支撐系統(tǒng)與變頻器的邏輯配合
該系統(tǒng)的控制邏輯
a. 控制單元輸入信號：變頻器運(yùn)行狀態(tài)接點信號，母線電壓監(jiān)測信號。
b. 母線電壓正常條件下直流支撐系統(tǒng)投入過程
變頻器電源端送入正常電壓，變頻器受電，內(nèi)部CPU 準(zhǔn)備運(yùn)行；控制設(shè)備，DCS 或PLC 或控制繼電器送來啟動運(yùn)行指令。電機(jī)按模擬控制4－20mA 電流決定變頻器拖動電機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速；等到系統(tǒng)正常運(yùn)行后變頻器狀態(tài)接點閉合。
直流支撐系統(tǒng)控制單元接受到變頻器運(yùn)行狀態(tài)指令后，向執(zhí)行單元發(fā)出合閘指令，如果該回路的空開QF 合閘，這時該回路在熱備份狀態(tài)。本次操作結(jié)束。
d. 變頻器電源失電， 控制單元給執(zhí)行單元一個運(yùn)行信號,直流支撐系統(tǒng)給變頻器直流母線供電，此過程變頻器運(yùn)行不間斷。
e. 變頻器電源供電恢復(fù)時其直流環(huán)節(jié)的電壓應(yīng)立刻上升；執(zhí)行單元撤出對變頻器的供電,變頻器轉(zhuǎn)為電源供電。
f. 母線電壓未恢復(fù)直流支撐系統(tǒng)給變頻器供電2分鐘。2分鐘后直流支撐系統(tǒng)撤出對變頻器的供電。
3． 系統(tǒng)安全性
1）直流支撐系統(tǒng)與變頻器組成的電機(jī)不停電系統(tǒng)具有可靠的系統(tǒng)安全性。該供電系統(tǒng)與變頻器是分布式結(jié)構(gòu)，該供電系統(tǒng)應(yīng)用后完全不影響原有變頻器的使用方式及性能，在母線電壓正常時該系統(tǒng)僅作為后備電源。這時候直流支撐系統(tǒng)的退出，投入不會對原變頻器產(chǎn)生任何影響。
2）該系統(tǒng)與變頻器之間有十分可靠的隔離保護(hù)設(shè)計，當(dāng)一臺變頻器出現(xiàn)故障，不會影響其它變頻器正常運(yùn)行。
3）在檢測維修時，每回路直流支撐系統(tǒng)均可單獨(dú)與母線分離，以便于維修。
4）HMI上備有保護(hù)變頻器母線電壓晃電、失電、充電壓實時紀(jì)錄，
運(yùn)行工程師可在事后在HMI 上查詢紀(jì)錄精度在秒。
5）根據(jù)業(yè)主的需要設(shè)備可以實現(xiàn)四遙功能。
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