[發明專利]給煤機變頻器電源瞬停切換時維持運行方法

無效

• 申請號: 200710038536.2
• 申請日: 2007-03-27
• 公開（公告）號: CN101277029A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發明（設計）人: 趙建中;尚德松
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;H02J15/00;H02M5/44
• 代理公司: 上?？歧鲗＠碛邢挢熑喂?/td>
• 代理人: 鄭明輝

技術領域

本發明涉及燃煤電廠給煤機變頻器控制技術，尤其涉及變頻器電源瞬停切換時維持運行的方法。

背景技術

在燃煤電廠大容量機組中為了提高機組在某些故障后能快速恢復向電網供電的能力，一般都有“機組快速切回(FCB)”的功能。該功能不但能避免鍋爐熄火停爐故障，還能對鍋爐系統的設備使用壽命減少一次啟停沖擊損耗，具有快速恢復向電網正常供電的能力，并可獲得顯著的節水、節電和節約燃料等經濟效益。

燃煤電廠的廠用電源系統(如：6KV母線或400V母線)因機組某種故障或外部電網相關系統故障引起跳機而進行瞬時停電切換時，造成供電母線上的剩余電壓將降到額定電壓的85％以下，如某廠投用中的6KV供電母線瞬時停電切換裝置(HBT)完成切換所耗的時間超過500ms，廠用電系統電壓實測降到額定電壓的10％。運行中的給煤機變頻器因內部直流環節上的電壓降到“低電壓”保護跳閘動作值而全部跳閘，同時控制回路也因失電向上位DCS系統發出所有運行中的給煤機“停止”信號。

上位DCS控制系統中的“機組保護裝置(PPS)”收到運行中給煤機全部“停止”信號后，觸發“鍋爐主燃料斷(MFT)”保護動作，“機組快速切回(FCB)”功能失敗，導致發電機組停爐故障，擴大了故障范圍。當機組值班人員確認故障原因后，在極熱態下鍋爐重新點火升壓達到停爐前的狀態，最快需要40分鐘左右。不但對鍋爐系統設備使用壽命造成一次啟停沖擊損耗，又帶來燃料、工業水和電能等經濟損失，還喪失了原故障消除后發電機組能快速恢復向電網正常供電的能力。對此，各個燃煤電廠迫切需要解決這一廠用電供電系統瞬時停電切換引起運行中的給煤機(或給粉機)全部跳閘，觸發“鍋爐主燃料斷(MFT)”保護動作，導致發電機組熄火停爐故障的重大隱患。

給煤機變頻器主要是電壓型變頻器，其內部主電路的原理圖參見圖1，該主電路是一個交-直-交變換電路。其主電路直流環節的工作原理是當變頻器電源開關合上后，三相交流電源輸入經三相整流橋D轉換成直流，直流輸出首先經啟動充電電阻R向直流濾波電容C充電，當直流環節DC上的電壓達到一閾值電壓，內部微型接觸器K接通(或晶閘管導通)，短接啟動充電電阻R，繼續加速向直流濾波電容C充電，直至直流環節DC上的電壓達到工作電壓，變頻器便處于待機狀態。

變頻器在外部“啟動”指令信號控制下運轉時，三相可控逆變橋TR按“速度”指令信號將直流電壓逆變成三相交流輸出，驅動交流電動機調速運轉。當變頻器三相交流輸入電源瞬時停電時，三相整流橋D失去輸入電源則輸出停止，主電路直流環節DC上的電壓因失去能量來源又帶著電動機運轉而迅速下降，當降到“低電壓”保護跳閘動作值時立即跳閘。驅動電動機轉速(小慣性負載)隨之速降停止。這個過程的持續時間根據電動機負載大小而定，現有標準的電壓型通用變頻器一般約為十幾到幾十ms。

針對廠用電供電系統瞬時停電切換引起運行中的給煤機(或給粉機)全部跳閘，觸發“鍋爐主燃料斷(MFT)”保護動作，導致發電機組熄火停爐故障的問題，現有技術采用方法之一是：采取修改給煤機數字控制裝置中控制芯片的控制邏輯，并將給煤機控制裝置和控制回路的電源變壓器改換成磁飽和型變壓器，參見“內蒙古電力技術”2003年第21卷第3期“。當發電機組發生廠用電供電系統瞬時停電切換時，給煤機變頻器因電源瞬停切換導致電壓低于額定電壓85％而跳閘后，其控制裝置中被修改后的控制邏輯對給煤機變頻器“停止”和給煤機轉速“停止”信號作延時處理。同時，給煤機控制裝置和控制回路電源因接入了磁飽和型變壓器，其輸出側電壓的下降過程將放慢。在電源瞬停切換期間，只要確?？刂蒲b置和控制回路電源電壓維持在額定電壓85％以上。給煤機“運行”狀態信號就能保持中，而不會向上位DCS系統發出給煤機“停止”信號。待廠用電供電系統的電源瞬停切換完成，且給煤機電源恢復到額定電壓的85％以上時，仍保持“啟動”指令信號的給煤機重新自啟動給煤機變頻器，并快速達到當前“速度”信號指令值，避免觸發“鍋爐主燃料斷(MFT)”保護動作而導致的發電機組熄火停爐故障。

其不足是當廠用電供電系統瞬時停電切換或因其他原因造成電源電壓短期變化超過額定電壓的±15％時，運行中的所有給煤機同時有一個“跳閘-再啟動”的過程，雖然能避免觸發“鍋爐主燃料斷(MFT)”保護動作和熄火停爐故障，但是給煤機的給煤量會產生超調和振蕩的現象。

發明內容

本發明的目的在于提供一種給煤機變頻器電源瞬停切換時維持運行方法，該方法原理簡明，變頻器驅動對象可保持平穩運行，操作性和安全性好，配置簡單，電源可靠。