摘要：本文主要介绍了热控技术在华电新疆发电有限公司红雁池分公司2号炉引风机变频控制中的应用。通过严谨的逻辑、合理的时序实现了引风机变频器故障后，引风机自动投入工频运行。
关键词：热控技术变频控制应用
随着热控技术的不断发展，DCS系统功能的不断成熟完善，热控技术在电厂中的应用越来越广泛，能够实现的功能也越来越强大。我公司2号炉引风机变频器换型改造中，就充分体现了热控技术应用的重要性。
1.引风机变频器换型原因：
我公司2号炉引风机变频器原为1000kw低速变频器。因后期2号机组低氮、余热回收等项目的陆续实施，需要对2号炉引风机变频器进行换型改造。否则引风机出力将无法满足机组运行工况的要求。因此我公司将2号炉引风机变频器换型为额定功率2000kW，高低两速可运行的高速变频器。
2.引风机变频器换型改造中，热工人员在设计逻辑时所面临的难题：
引风机变频器换型前后两种变频器实现功能差异很大，原有的低速变频器分变频、工频两种运行方式，变频器故障后，需要运行人员到就地设备处人为拉合刀闸，才能将变频器倒至旁路工频运行。而换型后的高速变频器也分变频、工频两种运行方式，变频器故障后，要求自动拉合刀闸，不需要运行人员到就地设备处人为拉合刀闸，就能自动将变频器倒至旁路工频运行。这就意味着热控部分必须重新设计实现组态逻辑，以满足现场实际要求。表面上看，仅仅是实现自动投入工频运行，组态逻辑应该是很容易实现的。其实不然，在组态逻辑的设计搭建过程中，遇到了许多需要解决的问题，主要有以下几点：
2.1变频器启动前需要预充电，自身投入运行步骤较多
2.2变频器故障跳闸时，频率瞬间到零，如何判断变频器故障跳闸时的频率是多少是个难点。
2.3变频器故障跳闸后，自动投入旁路工频运行方式多，如何根据不同的故障频率执行正确的切旁路工频步序也是个难点。
换型后的变频器故障跳闸后，根据跳闸时不同的运行频率，自动投入旁路工频运行步骤不同，分为两种工况。
2.3.1当变频器运行频率在45Hz及以上故障，变频器发出命令跳开变频器进线开关和变频器出线开关，并向DCS发出“变频器重故障”信号；当DCS接收到“变频器重故障”后，同时发出跳开变频器进线开关和出线开关的命令，并检测变频器进线开关和出线开关跳闸信号返回后，发出合变频器旁路开关的合闸指令，对引风机入口挡板门操作，当引风机入口挡板门关至70%，，DCS合高压开关，变频器切为旁路工频运行。
2.3.2当变频器运行频率在45Hz以下故障，步骤相同，但需要将引风机入口挡板门关至35%后，DCS合高压开关，变频器切为旁路工频运行。
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2.4变频器故障跳闸前，若运行频率在45Hz以上，跳闸后频率会瞬间小于45Hz，变频器故障频率在45Hz以上切工频过程中，频率瞬间又小于45Hz，如何防止变频器转入执行故障频率在45Hz以下的切工频过程又是一个需要解决的难题。
2.5引风机高压开关启动条件存在矛盾之处，正常启动时，入口门关闭是启动条件之一。而变频器故障引风机切旁路工频运行时，故障频率在45Hz以上，入口门要关至70%，才可以合高压开关。故障频率45Hz以下，入口门要关至35%，才可以合高压开关。三种工况合高压开关的许可条件均不同，且互相矛盾。这三个条件既不能长发信号，还得确保信号触发时间能满足到合闸指令的到来。
3.解决方案：
3.1引风机变频器启动步序通过顺控逻辑来完成。在引风机变频启动大顺控逻辑中套入变频器启动小的顺控逻辑实现引风机变频自动启动功能。通过顺控逻辑一次完成：断开旁路开关，合上进、出线开关，DCS收到“变频器预充电请求”信号，由DCS发变频器预充电指令，变频器进行预充电。预充电成功后，DCS收到“变频器上电允许”信号，DCS自动联合高压开关。高压开关合闸后，DCS收到“变频器启动允许”信号，变频器启动条件全部满足，启动变频器。引风机变频启动成功。
3.2变频器故障跳闸时，频率瞬间到零，对逻辑判断故障频率瞬时值带来了很大的难度。通过引入自保持控制逻辑，使频率维持在故障时的频率。这样DCS就能正确判断变频器的故障频率，才能够根据故障频率按照预定的程序正确执行下一步的切工频步序。
3.3由于变频器故障时，根据故障频率的不同，切工频的步序也不同，而且两种不同的故障频率段（以45Hz为分界线），切工频的步序都很多，需要按先后顺序依次执行，因此在两种故障频率段切工频过程也都采用了顺控逻辑来完成。
3.4因为在逻辑中引入了故障频率的自保持功能，与45Hz比大小逻辑中的故障频率维持不变，就是故障时的频率。这样频率就不会瞬间衰减，若变频器故障时的频率大于45Hz，就会一直大于45Hz，不会快速衰减至45Hz以下并到零。也解决了频率快速衰减过程中，可能会出现先执行频率大于45Hz时的切工频步序，当频率降至45Hz以下，又会执行频率小于45Hz时的切工频步序的问题。引风机变频工况正常投运后，由运行人员将进、出线开关、旁路开关、高压开关均投入自动。一旦变频器运行中发出故障信号，根据不同的故障频率段，执行以下两种不同的顺控逻辑。
3.5因引风机变频器故障后自动切旁路工频运行根据频率不同执行的步骤也有所区别，故造成引风机高压开关合闸存在三种工况：第一种，正常启动，要求入口门全关。第二种，故障频率在45Hz以上时，高压开关切工频合闸，要求入口门关至70%。第三种，故障频率在45Hz以下时，高压开关切工频合闸，要求入口门关至35%。三种方式高压开关合闸时对入口门的要求都不同。所以在高压开关合闸允许条件中要充分考虑这三种不同工况下的合闸允许条件，在合闸指令到来前此种工况时的合闸允许条件必须要满足。我公司采用了严谨的逻辑使高压开关在不同工况下对应的合闸允许条件满足，保证引风机高压开关正常合闸。变频器故障时高压开关的合闸允许条件中入口门条件满足60S，这就意味着只有在关入口门指令触发后60秒内，入口门能够关至70%或35%（经试验入口门全关时间小于60S，时间能够满足），且其它条件满足，高压开关能够正常合闸。同时这两个功能模块还可以避免在正常启动时这两个条件之一常发，入口门未关至5%时，开度在35%或70%以下，入口门启动条件就满足，造成电机启动电流过大或风压波动大，影响设备安全运行。
4.实施效果：
经过反复试验、修改完善逻辑，全面考虑到逻辑的防拒动和防误动性，最终使逻辑正确圆满地实现了变频器故障时在不同频率段DCS自动切旁路工频运行。
结束语
后期机组运行中因变频器故障跳闸再次动态验证了热控逻辑的正确性。引风机跳闸后，由于及时重新启动，对锅炉工况影响较小，有利于机组的安全稳定运行。
参考文献：
[1]李劲达. 火力发电厂电气-热控一体化控制技术的探讨[J]. 科技创新与应用，2017（10）：119-119.
[2]佚名. DCS热控系统对火力发电厂的应用探讨[J]. 新型工业化，2018，8（11）：47-50.
作者简介：张季萍（1976.02.20-），女；河南省；汉；大学本科；电力工程工程师；设备维护部自动班技术员；研究方向：热控自动化控制；华电新疆发电有限公司红雁池分公司。
论文作者:张季萍
论文发表刊物:《云南电业》2019年5期
论文发表时间:2019/10/31
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