一、 項(xiàng)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(xiàng)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(guān)系著電廠的經(jīng)濟(jì)效益。另外風(fēng)機(jī)是火力發(fā)電廠重要的輔助設(shè)備之一，鍋爐的四大風(fēng)機(jī)的總耗電量約占機(jī)組發(fā)電量的2%左右。隨著火電機(jī)組容量的提高，鍋爐風(fēng)機(jī)的容量也在不斷增大，占機(jī)組容量的3%以上。因此，提高風(fēng)機(jī)的運(yùn)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(jī)容量為2×200MW，兩臺900T/h煤粉爐，每臺鍋爐配置兩臺送風(fēng)機(jī)（1800kW/6kV）和兩臺引風(fēng)機(jī)(2000kW/6kV)，均為離心式風(fēng)機(jī)，采用入口風(fēng)門調(diào)節(jié)風(fēng)量。由于機(jī)組調(diào)峰任務(wù)重，負(fù)荷在100MW～200MW之間大幅度變化。由于采用風(fēng)門調(diào)節(jié)，造成巨大的節(jié)流損耗，浪費(fèi)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(dāng)機(jī)組在額定負(fù)荷下運(yùn)行時，風(fēng)機(jī)效率較為理想，但當(dāng)機(jī)組降負(fù)荷運(yùn)行時，一部分功率被消耗在擋板上，且機(jī)組負(fù)荷越低，消耗在擋板上的功率越大，從而使風(fēng)機(jī)效率隨機(jī)組負(fù)荷降低而迅速下降。
該系統(tǒng)在運(yùn)行過程中還存在一些其他問題：
1.擋板動作遲緩，手動時運(yùn)行人員操作不靈活，如操作不當(dāng)還會造成風(fēng)機(jī)振動。投自動運(yùn)行時，很難滿足最佳調(diào)節(jié)品質(zhì)。
2.風(fēng)機(jī)擋板執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障較多，不能適應(yīng)長期頻繁調(diào)節(jié)，使風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)一直不能正常投入自動運(yùn)行。
3.風(fēng)機(jī)電動機(jī)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(jī)受到的機(jī)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(jī)容量比風(fēng)機(jī)額定出力大，多余容量不能利用，降低了效率，浪費(fèi)了電能。
5.擋板受沖擊，磨損較嚴(yán)重，漏風(fēng)現(xiàn)象嚴(yán)重。
因此選擇高效的風(fēng)量調(diào)節(jié)方式對送引風(fēng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造已成為當(dāng)務(wù)之急。為了進(jìn)一步適應(yīng)廠網(wǎng)分家、競價上網(wǎng)的電力體制，進(jìn)一步節(jié)約能源，降低廠用電率，保護(hù)環(huán)境，改善運(yùn)行控制方式，減少風(fēng)機(jī)的磨損和噪音，利用電機(jī)變頻調(diào)速方法實(shí)現(xiàn)風(fēng)量調(diào)節(jié)，達(dá)到節(jié)能和實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制的目的，貴陽電廠采用了深圳市科陸變頻器有限公司生產(chǎn)的8臺CL2700系列高壓變頻器對兩臺機(jī)組的送引風(fēng)機(jī)進(jìn)行了變頻調(diào)速節(jié)能改造。
二、 CL2700系列變頻器的性能
國電貴陽電廠#8、#9機(jī)組引、送風(fēng)機(jī)共八臺，采用8臺CL2700系列變頻器進(jìn)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(guān)。變頻器的主要性能指標(biāo)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(hù)
為了適應(yīng)電廠設(shè)備運(yùn)行安全性及工藝需要，變頻器除了滿足上述基本性能指標(biāo)要求外，還具有如下功能：
1.風(fēng)機(jī)變頻改造后，既可以變頻調(diào)速運(yùn)行，也可以直接投工頻運(yùn)行。
2.控制電源為兩路交流220V，兩路相互備用，當(dāng)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(yùn)行速度達(dá)到納秒級，完全杜絕了“工控機(jī)＋PLC＋單片機(jī)”的工控機(jī)方案而出現(xiàn)的內(nèi)存損壞、風(fēng)扇停運(yùn)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(yùn)行，減少風(fēng)機(jī)忽然停機(jī)造成的損失。旁路狀態(tài)可以長期運(yùn)行，等適當(dāng)時候停機(jī)處理。
5.具有軟起動功能，沒有電機(jī)啟動沖擊引起的電網(wǎng)電壓下跌，可確保電機(jī)安全、長期運(yùn)行；
6.系統(tǒng)采用中性點(diǎn)漂移技術(shù)，當(dāng)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(yùn)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(jìn)行運(yùn)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(jī)組運(yùn)行不產(chǎn)生任何影響。
7.系統(tǒng)的功率單元為模塊化設(shè)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(shí)現(xiàn)無縫接口。
三、 改造項(xiàng)目具體實(shí)施方案
圖一：現(xiàn)場示意圖
1、現(xiàn)場示意圖（如圖1）
#9機(jī)送/引風(fēng)機(jī)變頻室（如圖1：綠色部分）
#8機(jī)送/引風(fēng)機(jī)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)
3、變頻器系統(tǒng)方案
貴陽電廠#8、#9機(jī)組八臺風(fēng)機(jī)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圖
2) 說明
變頻運(yùn)行時，閉合QS1、QS3，斷開QS2；
工頻運(yùn)行時，斷開QS1、QS3，閉合QS2；
QS1、QS2與QS3為隔離刀閘開關(guān)；
其中，QF1，M為貴陽電廠現(xiàn)場設(shè)備。
3) 變頻改造后的情況
1.實(shí)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方/就地控制；
3.電機(jī)以往的差動保護(hù)在變頻時退出，工頻時投入；
4.變頻器除了對電機(jī)軟啟動之外，還具有過壓、過載、過流等保護(hù)功能。
4、控制系統(tǒng)
1) 控制信號
貴陽電廠#8、#9機(jī)組八臺風(fēng)機(jī)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：
