1前言
東莞市上隆紙業(yè)有限公司成立于2007年,，位于廣東省東莞市中堂鎮(zhèn)潢涌工業(yè)園,、廣東省中堂北海仔造紙產(chǎn)業(yè)基地內(nèi)。傍依東江,，北接廣州,，南壤深圳，毗鄰港澳,，廣園,、廣深、107國道三條經(jīng)濟大動脈與黃浦,、新沙港,、虎門碼頭及廣深鐵路中轉(zhuǎn)站構(gòu)成縱橫交錯、四通八達的交通網(wǎng)絡(luò),，為公司的生產(chǎn)經(jīng)營提供了得天獨厚的水陸地理條件,。
公司一期工程投資了5億元，裝備了一臺130噸循環(huán)硫化床鍋爐和18000kW汽輪發(fā)電機組,，二條4800cm,，600m/min的高速抄紙機及大型水力碎漿機、高濃碎漿機,、熱分散設(shè)備,、大直徑盤磨機、多壓力成型器等,。主要產(chǎn)品有高強瓦楞原紙,、掛面箱板紙、仿牛皮卡紙,。
2008年,，在自備電站建設(shè)時引進了新風(fēng)光電子公司的710kW/10kV和560kW/10kV兩臺高壓變頻器，分別用在1#和2#的引風(fēng)機上,。投運后,，設(shè)備一直比較運行穩(wěn)定，節(jié)能效果明顯,。
近年,，由于現(xiàn)場環(huán)境酸性比較強，對設(shè)備腐蝕嚴重,。為了保證生產(chǎn)的穩(wěn)定,，方便對高壓變頻器進行維護檢修，用戶準(zhǔn)備增加一臺備用變頻器,。新風(fēng)光電子科技股份有限公司采用第六代高壓變頻器為現(xiàn)場設(shè)計了一種新型備用投切應(yīng)用,。
2 火力發(fā)電工藝介紹
2.1自備電廠生產(chǎn)過程
發(fā)電廠的生產(chǎn)過程概括起來是：先把煤磨成很細的煤粉，再借助熱風(fēng)送入鍋爐內(nèi)充分燃燒,，使儲存于燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?；鍋爐內(nèi)的水吸熱后在一定壓力下變?yōu)轱柡驼羝?，飽和蒸汽在過熱器內(nèi)繼續(xù)加熱成過熱蒸汽，沿新汽管道進入汽輪機,，在汽輪機內(nèi)膨脹做功,，驅(qū)動汽輪發(fā)電機組旋轉(zhuǎn)，將蒸汽內(nèi)能轉(zhuǎn)換成汽輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)子系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)的機械能,；發(fā)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時,，在發(fā)電機轉(zhuǎn)子內(nèi)由勵磁電流形成的磁場也隨之旋轉(zhuǎn),，使定子線圈所交鏈的磁通發(fā)生周期性的變化,，在定子線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢，發(fā)出電能,，供給廠區(qū)用電設(shè)備,。
圖1
發(fā)電廠生產(chǎn)過程框圖
2.2自備電廠生產(chǎn)工藝流程
電廠主要設(shè)備：鍋爐、汽輪機,、發(fā)電機,。
電廠主要組成：風(fēng)系統(tǒng)、燃料輸送系統(tǒng),、給水蒸汽系統(tǒng),、冷卻系統(tǒng)。鍋爐是一個換熱器,，主要由爐膛,、水冷壁、過熱器,、省煤器,、空氣預(yù)熱器組成。
圖2
電廠生產(chǎn)工藝流程
圖3
自備電廠現(xiàn)場圖
電廠排煙系統(tǒng)：提供鍋爐燃燒的氧氣,，帶動干燥的燃料進入爐膛,，維持爐膛穩(wěn)定風(fēng)壓以穩(wěn)定燃燒。
一次風(fēng)機：將干燥燃料送入爐膛,。
二次風(fēng)機：克服空氣預(yù)熱器,、風(fēng)道及燃燒器阻力，輸送燃燒風(fēng),，維持燃料充分燃燒,。
引風(fēng)機：將煙氣排除，維持爐膛壓力,，形成流動煙氣,。
3新風(fēng)光備用變頻器改造設(shè)計
3.1主回路結(jié)構(gòu)
圖4
變頻器改造主回路圖
3.2邏輯控制介紹
1#和2#是原來兩套變頻器系統(tǒng)，3#是新上備用變頻器,。正常情況下KM3,，KM8吸合,，1#和2#變頻器分別驅(qū)動兩臺電機。假如1#變頻器出現(xiàn)故障,，KM3交流接觸器斷開,，KM5吸合。3#變頻器以飛車啟動模式把電機帶起來,，不影響生產(chǎn),。假如2#變頻器出現(xiàn)故障，KM8交流接觸器斷開,，KM6吸合,，3#變頻器以飛車啟動模式把電機帶起來。把故障變頻器維修好后,，給3#備用變頻器切換信號,，3#變頻器輸出交流接觸器KM5或KM6斷開，原來對應(yīng)的接觸器吸合,，維修后的變頻器以飛車形式啟動,。同樣，如果開始投入的是2#和3#變頻器,，其中的一臺出現(xiàn)故障,，也可以切換到1#變頻器上。實現(xiàn)了1#,，2#,、3#三臺變頻器之間的任意切換。
（1）刀閘狀態(tài)錯誤報警
開機狀態(tài)下K1斷開報警,。
開機狀態(tài)下K2斷開報警,。
（2）接觸器邏輯錯誤
所有接觸器該合未合或該斷未斷報接觸器故障。
KM5或KM6邏輯錯誤作為重故障處理：封波,，停機,，聯(lián)跳高壓。
刀閘錯誤狀態(tài)和接觸器邏輯錯誤狀態(tài)使用Modbus
Address 18 VW314,，具體見表1所示,。
（3）開機刀閘條件2
開機刀閘條件2滿足的條件為：K1閉合，K2閉合,，KM5或KM6有且只有一個吸合,，有高壓就緒。
（4）高壓允許刀閘條件
高壓允許刀閘條件1滿足的條件：K1閉合,，K2閉合,。高壓允許刀閘條件2始終不滿足。
（5）聯(lián)跳高壓刀閘條件
聯(lián)跳高壓刀閘條件滿足的條件：無接觸器邏輯錯誤，K1閉合,，K2閉合
（6）KM3控制邏輯
KM3的邏輯控制如圖5所示
圖5
KM3的邏輯控制
（7）KM4的控制邏輯
KM4的合斷邏輯與KM3類似,，只是吸合條件判斷變?yōu)榕袛郖M3是否吸合。
（8）KM5的控制邏輯
KM5的合斷邏輯除必須先滿足FGI變頻器滿足無故障,，無急停狀態(tài),，K1閉合，K2閉合,，有高壓就緒的條件下,，還要滿足與KM3類似的互鎖條件。
（9）KM6的控制邏輯
KM6的控制邏輯與KM5類似,。
（10）KM7的控制邏輯
KM7的控制邏輯與KM3類似,，條件與KM3的條件如同鏡像。
（11）KM8的控制邏輯
KM8的控制邏輯與KM7類似,，只是吸合條件判斷變?yōu)榕袛郖M7是否吸合,。
經(jīng)過此種邏輯控制，實現(xiàn)了3#變頻器與其他兩臺變頻器的切換邏輯功能,。
4新風(fēng)光第六代高壓變頻技術(shù)優(yōu)勢
具體來說，風(fēng)光第六代高壓變頻器除具有一般普通高壓變頻器的性能外,，還具有以下突出特點：
(1)采用高速DSP作為中央處理器,，運算速度更快，控制更精準(zhǔn),。
(2)矢量控制技術(shù),，通過測量和控制交流電動機定子電流矢量，根據(jù)磁場定向原理分別對交流電動機的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進行控制,，從而達到控制交流電動機轉(zhuǎn)矩的目的,。啟動轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應(yīng)快,，調(diào)速精度高,，帶負載能力強。
(3)快速飛車啟動功能,。能夠識別電機的速度并在電機不停轉(zhuǎn)的情況下直接起動,。在變頻器受到負載沖擊保護后可對其自動復(fù)位，然后再自動啟動,，即可避免重要場合（如水泥廠高溫風(fēng)機）變頻保護停機造成的損失,。快速飛車啟動技術(shù)可實現(xiàn)變頻器在0.1s之內(nèi)從保護狀態(tài)復(fù)位重新帶載運行,。
(4)工頻/變頻無擾切換技術(shù)?，F(xiàn)在的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)一般設(shè)置工頻旁路切換柜，變頻器發(fā)生故障時能使高壓電機轉(zhuǎn)至工頻運行，旁路切換有手動旁路和自動旁路切換兩種型式,，手動旁路需人工操作,，適應(yīng)于無備用裝置或不重要的運行工況，自動旁路可在變頻器發(fā)生故障后直接自動轉(zhuǎn)換至工頻運行,。新風(fēng)光公司提供的自動旁路切換柜,，不僅可實現(xiàn)變頻故障情況下自動由變頻轉(zhuǎn)換至工頻運行狀態(tài)，還可實現(xiàn)在變頻檢修完畢后由工頻瞬間轉(zhuǎn)換至變頻運行的功能,，整個轉(zhuǎn)換過程不會對用戶設(shè)備的運行造成任何影響,。
(5)電網(wǎng)瞬時掉電重啟技術(shù)，電網(wǎng)瞬間掉電可自動重啟,，可提供最長60s的等待時間,。
(6)線電壓自動均衡技術(shù)（星點漂移技術(shù)）。變頻器某相有單元故障后,，為了使線電壓平衡,，傳統(tǒng)的處理方法是將另外兩相的電壓也降至與故障相相同的電壓，而線電壓自動均衡技術(shù)通過調(diào)整相與相之間的夾角,，在相電壓輸出較大且不相等的前提下保證較大的線電壓均衡輸出,。
(7)振蕩抑制技術(shù)，電機輕載或者空載的時候會出現(xiàn)局部不穩(wěn)定現(xiàn)象,，這時電流幅值波動很大,，電流的振蕩有可能會導(dǎo)致系統(tǒng)因為過流或過壓而觸發(fā)保護。新風(fēng)光公司采用優(yōu)越的電流算法,，有效地抑制電流的振蕩,，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的工作。
(8)多機主從控制技術(shù),，變頻器具備主從控制功能,，多臺變頻器之間可通過數(shù)據(jù)總線組成主從控制網(wǎng)絡(luò)。將其中的一臺設(shè)為主機,，其他設(shè)為從機,，主機實時采集各從機的狀態(tài)信息，同時發(fā)送給各從機頻率,、轉(zhuǎn)矩指令,，實現(xiàn)各臺變頻器的功率平衡和綜合控制。該技術(shù)適用于皮帶機,、摩擦式提升機等需要功率平衡控制的場合,。
(9)輸出電壓自動穩(wěn)壓技術(shù)，變頻器實時檢測各單元母線電壓,，根據(jù)母線電壓調(diào)整輸出電壓,，從而實現(xiàn)自動穩(wěn)壓功能。避免電網(wǎng)波動對輸出電壓的影響。
(10)故障單元熱復(fù)位技術(shù),，若單元在運行中故障,，且變頻器對其旁路繼續(xù)運行，此時可在運行中對故障單元進行復(fù)位,，不必等變頻器停機,。
（11）單元直流電壓檢測：實時顯示檢測系統(tǒng)的直流電壓，從而實現(xiàn)輸出電壓的優(yōu)化控制,，降低諧波含量,，保證輸出電壓的精度，提升系統(tǒng)控制性能,，并可使保證運行維護人員實現(xiàn)對功率單元運行狀況的全面把握,。
（12）具備突發(fā)相間短路保護功能。如果由于設(shè)備原因及其他原因造成輸出短路,，此時如果變頻器不具備相間短路保護功能,，將會導(dǎo)致重大事故。變頻器在發(fā)生類似問題時能夠立即封鎖變頻器輸出,，保護設(shè)備不受損害,，避免事故的發(fā)生。
（13）限流功能：當(dāng)變頻器輸出電流超過設(shè)定值,，變頻器將自動限制電流輸出,，避免變頻器在加減速過程中或因負載突然變化而引起的過流保護，最大限度減少停機次數(shù),。
（14）多種控制方式，可選擇本機控制,、遠控盒控制,、DCS控制支持MODBUS、PROFIBUS等通訊協(xié)議頻率設(shè)定可以現(xiàn)場給定,、通訊給定等支持頻率預(yù)設(shè),、加減速功能。
5結(jié)束語
在經(jīng)過現(xiàn)場安裝調(diào)試后證明,，新風(fēng)光電子此種備用設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單,，經(jīng)濟實用，滿足了現(xiàn)場工藝要求,。為我們在其他現(xiàn)場進行類似改造時提供了一種可借鑒的經(jīng)驗,。
