——电机连接轴系扭振临界转速以及采取相应的技术措施(如设置频率跳跃功能避开共振点,软连接及机座加震动吸收橡胶等)以防共振。
(2)采用变频调速控制后,电机转速下降,如果变频器长时问运行在1/2工频以下,则电机发热有可能成为突出问题,一方面是由于电机自冷却风扇因转速低而效率降低,另一方面是谐波引起的损耗发热。如果出现这种情况,还必须对电机进行冷却系统改造或采取另外的强迫风冷等措施。
(3)低压变频器由于体积较小,在改造中的安装地点选择比较容易。但对于高压变频器系统而言,其体积相对较大,一般由4~5面柜体组成,对改造项目来讲,一般都需要重新建造变频器室。因此,选择变频器室位置时,既要考虑离电机设备不能太远,又要考虑周围环境对变频器运行可能造成的影响。为了使变频器能长期稳定和可靠运行,对安装变频器室的室内环境温度要求最好控制在0~40℃。同时,室内不应有较大灰尘、腐蚀或爆炸性气体、导电粉尘等。
(4)要保证变频器柜体和厂房大地的可靠连接,保证人员和设备安全。为防止信号干扰,控制系统最好埋设独立的接地系统,对接地电阻的要求不大于1欧。到变频器的信号线,必须采用屏蔽电缆,屏蔽线的一端要求可靠接地。
(5)性能测试和节能效果评估。高压变频装置性能测试应按照电力行业标准《DL/T994火电厂风机水泵用高压变频器》中的有关要求进行。发电厂方面应重点关注以下内容:①与电气开关、热工控制系统的传动和连锁试验;②实际运行功率和效率测试;③变频调速系统
的谐波测试,谐波与变频器主回路结构和谐波抑制的手段有关,在投运后仍应专门组织测试;④变频调速系统对电动机的轴电压和振动的影响。
(6)风机单侧变频改造适合国产机组的实际,既能保证机组的安全稳定运行,又达到了节能降耗的目的送、引风机单侧变频调节方式下,变频器和挡板工作区域交接不当会引起锅炉燃烧紊乱、炉膛压力大幅波动交叉控制区域的界定和交叉控制逻辑的设计也是我们工作的重点和难点,存在送、引风机单侧变频调节方式下的自动控制方案和策略如何实现的问题。
(7)主电源切换时变频器不停机
火发电厂往往装备多台机组,每台机组又有多台辅机,这些辅机都挂在相同或不同的电源母线上。每当有大容量辅机(如磨煤机、锅炉给水泵等)启动时,电源母线电压都有较大的降落(超过一15%),会影响同一母线上其他设备的正常运行。更有甚者,当发生同一母线下多台辅机群启时,电源母线电压可能下降更多(超过一30%)、持续时间更长(20S以上)。针对电厂的这种工况,变频器应具备抗大幅度电网波动的能力,做到电压波动在±15%以内时,变频器可以维持满额输出;电网电压降落在一15%—一35%时,只要持续时间不超过30S,变频器短时降额运行,不进行欠压保护,等电网电压恢复正常后,变频器自动恢复到原来的工作状态,以减少电压跌落造成的停机现象。
在有些情况下,发电厂辅机设备有进行供电母线切换的需要,在
母线切换过程中,被切换的辅机设备往往产生短暂的主电源完全失电现象。大部分变频器在发生主电源失电时只能停机,少量进口变频器虽然不会立即停机,但也只能坚持5个周期(100ms),实际上许多母线切换过程并不能在20ms的时间内完成。因此变频器应设计在3S内不停机,以满足母线切换的需要。
(8)控制电源失去不停机
在现场提供的控制电源失电时,变频器应能够利用自身配备的UPS为控制系统供电,变频器可以继续运行,做到控制电源丢失时(比如维修人员误拉低压电、开关跳闸、熔丝熔断等),仍然保持辅机设备的运行。为了进一步提高控制电源的可靠性,最好配备双路控制电源自动切换功能,能够接受发电厂的交流控制电源和直流操作电源。交流和直流控制电源都出现问题时,变频器还可以无扰动切换为UPS供电,从而最大程度上保证控制电源的连续性,进而保证变频器和辅机设备的运行安全。
(9)单元冗余技术
在发电厂运行的所有设备,可靠性永远是第一位的。配置单元旁路功能,做到变频器发生局部小故障时,可以不影响整体设备的运行。与发电厂中其他系统类似,对于一些影响到保护跳闸的模拟测点,应采用双测点;避免测点本身的问题造成误跳闸。功率柜的冷却风扇最好也有冗余设计,在其中一个冷却风扇故障后变频器可不降出力。
(10)高压变频器与工频电源之间的切换技术
作为一种万全措施,变频器在发电厂应用中,还要配备系统旁路,
一旦变频器出现严重故障或正常情况下需要例行检修维护时,通过旁路开关,电机可以直接挂在电网上直接运行,不影响机组的正常发电。这个功能看似简单,但也不是所有变频器可以轻松实现的。进口变频器如何适用于我国电压等级,是现场应用对这些产品提出的课题。
(11)DCS接口技术
目前发电机组均已采用分散控制系统(DCS)控制,所有辅机设备都在DCS监控下运行。用户为了维护方便,DCS现在还惯于采用硬接线方式同辅机调速系统(变频器)建立通信联系,变频器的一些开关量状态通过节点送给DCS,DCS对变频器的控制命令通过接点送给变频器,一些模拟量如频率给定、电机电流等信息则采用4~20mA电流信号相互传送。
在DCS的频率给定信号掉线时,变频器应可以进行有效识别,给出报警信息并维持原输出频率不变;在风机调速应用中,应设计非线性减速功能,使得既要缩短总的减速时间,同时又要保证风机减速时变频器不过压;保证完善的故障诊断和报警功能等。
对模拟传感器检测输入和模拟控制信号进行电气屏蔽和隔离。在变频器组成的控制系统设计过程中,建议尽量不要采用模拟控制,特别是控制距离大于1m,跨控制柜安装的情况下。因为变频器一般都有多段速设定、开关频率量输入输出,可以满足要求。如果必须非要用模拟量控制时,建议采用屏蔽电缆并在传感器侧或者变频器侧实现远端一点接地。如果干扰仍旧严重,需要实现DC/DC隔离措施,可以采用标准的DC/DC模块,或者采用V/F转换、光藕隔离再采用频
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