第一章 概述
1、電廠目前存在的問題
隨著電力電子技術的發(fā)展,變頻器以其調速精確、使用簡單、保護功能齊全等優(yōu)點逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的調速控制裝置而在電廠給粉機上得到廣泛應用,但由于國內某些工廠的電網電壓不穩(wěn)定,導致變頻器在使用中產生了新的問題—變頻器低壓保護跳閘。這種跳閘會因為變頻器的保護設置不同而表現(xiàn)為過流保護或低壓保護。但其原因都是因為電網低電壓引起的。低電壓通常都是短時的,主要是因為電網晃電或備自投切換時間過長。引起電網晃電的原因很多,如主電網側的電網波動、負荷不平衡、雷擊、電力切換等原因,負載側的大型設備啟動和應用、線路過載等原因。大多數(shù)自備電廠,它所生產的電能和熱能絕大多數(shù)是供它內部使用的,電廠給粉機變頻器在遇到廠用電壓瞬時低于變頻器的低電壓保護值(根據(jù)變頻器的型號不同該值也不同)時變頻器停機,導致給粉機停機,同時會給FSSS(鍋爐安全監(jiān)控系統(tǒng))發(fā)出給粉機停止信號,這樣會導致FSSS的MFT動作。因為給粉機變頻器低壓保護跳閘而引起的非計劃停爐,給電廠帶來很大的經濟損失,也是目前電廠面臨的比較大的問題,只有很好的解決該問題才能保證電廠安全、可靠、高效的正常運行。
2、主要應對措施
從根源上杜絕和制止晃電基本上是無法實現(xiàn)的,解決這一問題目前主要的應對措施有:
。1).FSSS的給粉機全停邏輯延時(2~5S),給粉機變頻器設置快速重啟動,等待電網恢復后給粉機變頻器重啟動,這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的安全隱患。延時短,不可避免停爐;延時長,有更嚴重的事故隱患,延時簽字人員還要為事故埋單。
。2).換給粉機變頻器。如ABpowerflex70s系列最大失電工作時間可以做140ms,但也躲不過備自投切換的1.8S。
(3).接交流在線UPS。因為UPS容量大、轉換效率低、保護級別高、投資成本高等原因,極少數(shù)電廠使用這種方式。
3、直流支撐技術
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動電路輸出信號,使驅動電路和GTR全部停止工作,電動機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)過度運行;若失壓或停電時間to>td ,變頻器自我保護停止運行。一般td都在15~25ms,只要電源“晃電”較為強烈,to都在幾秒鐘以上,變頻器自我保護停止運行,使電動機停止運行。
結合變頻器的原理和工作方式,采用抗晃電系統(tǒng),是解決變頻器低壓跳閘的最好辦法。
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自于變頻器內部的直流母線。新型變頻器都有直流母線端子。
直流電源技術已經非常成熟,都配備了完善的自檢系統(tǒng)。國內目前有100多家知名的直流電源廠商,很多直流電源廠商就是用變頻器逆變做為交流電源輸出端的。直流電源做為變頻器的備用電源,解決變頻器的低壓跳閘,已在其他安全級別要求不高的行業(yè)有成熟的應用。如:江蘇的美國醋纖(南通)公司,在1996年就使用了直流電源做為變頻器的備用電源。
4、使用瓶頸
火電廠要使用這種技術的瓶頸在哪兒?
。1).安全級別高;痣姀S鍋爐控制系統(tǒng)屬于SIL3級,相當于AK5級。
。2).火電廠使用直流電源的關鍵是既要適時供電,又要緊要關頭斷電,且斷的可靠性要求更高。
。3).抗晃電系統(tǒng)要和FSSS聯(lián)動,要進行FSSS的邏輯運算,廠商要熟悉電廠控制系統(tǒng),要有電廠的現(xiàn)場經驗,這是直流電源廠家不能做到的。
從系統(tǒng)安全級別入手,從斷的可靠性入手我們專為熱電廠提供的電廠給粉機變頻器抗晃電系統(tǒng)徹底解決您的后顧之憂。
第二章 設計依據(jù)
[SHB-206-1999] 石油化工緊急停車及安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設計導則
[DLGJ116-93]火力發(fā)電廠鍋爐爐膛安全監(jiān)視系統(tǒng)設計技術規(guī)定
GB/T 13337.1-1991 固定型防酸隔爆式鉛酸蓄電池訂貨技術條件
DL/T 5044—1995 火力發(fā)電廠、變電所直流系統(tǒng)設計技術規(guī)定
DL/T 637—1997 閥控式密封鉛酸蓄電池訂貨技術條件
DL/T 459—2000 電力系統(tǒng)直流電源柜訂貨技術條件
DL/T 724—2000 電力系統(tǒng)蓄電池直流電源裝置運行與維護技術規(guī)程
DL/T 5120—2000 小型電力工程直流系統(tǒng)設計規(guī)程
DL/T 781—2001 電力用高頻開關整流模塊
GB17478-1998 低壓直流電源設備的輸出性能特性和安全要求
JB/T8948-1999 電控設備用低壓直流電源
B4208-1993 外殼保護等級(IP代碼)
GB4026-1992 設備接線端子和規(guī)定電線端鑒別標志以及、文字和數(shù)字系統(tǒng)一般應用原則
GB50150-91 電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗
GB50168-92 電氣裝置安裝工程電氣電纜線路施工及驗收
GB50172-92 電氣裝置安裝工程蓄電池施工及驗收規(guī)范
GB50254-92 電氣裝置安裝工程低壓電器施工及驗收
GB50171-92 電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路結線施工及驗收規(guī)范
第三章 抗晃電系統(tǒng)組成
1、抗晃電系統(tǒng)組成
。1).直流電源子系統(tǒng)
(2).爐膛安全聯(lián)鎖子系統(tǒng) (Safety Interlocking System )
。3).主站監(jiān)控軟件
2、直流電源子系統(tǒng)的原理
(1)、單臺電機工作原理圖: