给煤机变频器电源瞬停切换时维持运行方法技术

本发明专利技术涉及燃煤电厂给煤机变频器控制技术。一种给煤机变频器电源瞬停切换时维持运行方法，其特征是：在电压型通用变频器主回路的直流环节ＤＣ的滤波电容器Ｃ上根据负载电动机容量大小再并接相应电容量的储能电容器Ｃ↓［Ｓ］，并按储能电容器Ｃ↓［Ｓ］的电容量另配置功率和电阻值相匹配的启动充电电阻Ｒ↓［Ｓ］；在给煤机控制装置和控制回路两路控制电源前配置ＵＰＳ电源装置。本发明专利技术原理简明，变频器驱动对象可保持平稳运行，操作性和安全性好，配置简单，电源可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃煤电厂给煤机变频器控制技术，尤其涉及变频器电 源瞬停切换时维持运行的方法。
技术介绍
在燃煤电厂大容量机组中为了提高机组在某些故障后能快速恢复向电网供电的能力， 一般都有"机组快速切回(FCB)"的功能。该功 能不但能避免锅炉熄火停炉故障，还能对锅炉系统的设备使用寿命减 少一次启停冲击损耗，具有快速恢复向电网正常供电的能力，并可获 得显著的节水、节电和节约燃料等经济效益。燃煤电厂的厂用电源系统(如6KV母线或400V母线)因机组 某种故障或外部电网相关系统故障引起跳机而进行瞬时停电切换时， 造成供电母线上的剩余电压将降到额定电压的85%以下，如某厂投用 中的6KV供电母线瞬时停电切换装置(HBT)完成切换所耗的时间超 过500ms，厂用电系统电压实测降到额定电压的10%。运行中的给煤 机变频器因内部直流环节上的电压降到"低电压"保护跳闸动作值而 全部跳闸，同时控制回路也因失电向上位DCS系统发出所有运行中的 给煤机"停止"信号。上位DCS控制系统中的"机组保护装置(PPS)"收到运行中给煤 机全部"停止"信号后，触发"锅炉主燃料断(MFT)"保护动作，"机 组快速切回(FCB)"功能失败，导致发电机组停炉故障，扩大了故障 范围。当机组值班人员确认故障原因后，在极热态下锅炉重新点火升 压达到停炉前的状态，最快需要40分钟左右。不但对锅炉系统设备使 用寿命造成一次启停冲击损耗，又带来燃料、工业水和电能等经济损 失，还丧失了原故障消除后发电机组能快速恢复向电网正常供电的能 力。对此，各个燃煤电厂迫切需要解决这一厂用电供电系统瞬时停电切换引起运行中的给煤机(或给粉机)全部跳闸，触发"锅炉主燃料 断(MFT)"保护动作，导致发电机组熄火停炉故障的重大隐患。给煤机变频器主要是电压型变频器，其内部主电路的原理图参见 图l，该主电路是一个交-直-交变换电路。其主电路直流环节的工作原理是当变频器电源开关合上后，三相交流电源输入经三相整流桥D转 换成直流，直流输出首先经启动充电电阻R向直流滤波电容C充电， 当直流环节DC上的电压达到一阈值电压，内部微型接触器K接通(或 晶闸管导通)，短接启动充电电阻R，继续加速向直流滤波电容C充电， 直至直流环节DC上的电压达到工作电压，变频器便处于待机状态。变频器在外部"启动"指令信号控制下运转时，三相可控逆变桥 TR按"速度"指令信号将直流电压逆变成三相交流输出，驱动交流电 动机调速运转。当变频器三相交流输入电源瞬时停电时，三相整流桥D 失去输入电源则输出停止，主电路直流环节DC上的电压因失去能量 来源又带着电动机运转而迅速下降，当降到"低电压"保护跳闸动作 值时立即跳闸。驱动电动机转速(小惯性负载)随之速降停止。这个 过程的持续时间根据电动机负载大小而定，现有标准的电压型通用变 频器一般约为十几到几十ms。针对厂用电供电系统瞬时停电切换引起运行中的给煤机(或给粉 机)全部跳闸，触发"锅炉主燃料断(MFT)"保护动作，导致发电机 组熄火停炉故障的问题，现有技术采用方法之一是采取修改给煤机 数字控制装置中控制芯片的控制逻辑，并将给煤机控制装置和控制回 路的电源变压器改换成磁饱和型变压器，参见"内蒙古电力技术"2003 年第21巻第3期"。当发电机组发生厂用电供电系统瞬时停电切换时， 给煤机变频器因电源瞬停切换导致电压低于额定电压85%而跳闸后， 其控制装置中被修改后的控制逻辑对给煤机变频器"停止"和给煤机 转速"停止"信号作延时处理。同时，给煤机控制装置和控制回路电 源因接入了磁饱和型变压器，其输出侧电压的下降过程将放慢。在电 源瞬停切换期间，只要确保控制装置和控制回路电源电压维持在额定 电压85%以上。给煤机"运行"状态信号就能保持中，而不会向上位 DCS系统发出给煤机"停止"信号。待厂用电供电系统的电源瞬停切.换完成，且给煤机电源恢复到额定电压的85%以上时，仍保持"启动" 指令信号的给煤机重新自启动给煤机变频器，并快速达到当前"速度"信号指令值，避免触发"锅炉主燃料断(MFT)"保护动作而导致的发电机组熄火停炉故障。其不足是当厂用电供电系统瞬时停电切换或因其他原因造成电源电压短期变化超过额定电压的±15%时，运行中的所有给煤机同时有一 个"跳闸-再启动"的过程，虽然能避免触发"锅炉主燃料断(MFT)" 保护动作和熄火停炉故障，但是给煤机的给煤量会产生超调和振荡的 现象。发吸内容本专利技术的目的在于提供一种给煤机变频器电源瞬停切换时维持运 行方法，该方法原理简明，变频器驱动对象可保持平稳运行，操作性 和安全性好，配置简单，电源可靠。本专利技术是这样实现的 一种给煤机变频器电源瞬停切换时维持运 行方法，其特征是在电压型通用变频器主回路的直流环节DC的滤 波电容器C上根据负载电动机容量大小再并接相应电容量的储能电容 器Cs，并按储能电容器Cs的电容量另配置功率和电阻值相匹配的启动充电电阻Rs;在给煤机控制装置和控制回路两路控制电源前配置UPS电源装置。所述UPS电源装置为从给煤机机组UPS电源系统上接入的一路独 立控制电源。所述UPS电源装置为一台或两台小容量短时限UPS电源装置。 本专利技术由于采用了上述的技术方案，与现有技术相比，本专利技术具有下列的优点和积极效果1)扩展变频器的应用范围。当发电机组发生厂用电供电系统瞬时停电切换或因其他原因造成电源电压短期变化超过额定电压的±15% 时，不但能避免运行中的给煤机变频器跳闸造成给煤机同时全停，触 发"锅炉主燃料断(MFT)"保护动作，导致发电机组熄火停炉故障， 而且，运行中的给煤机不发生"跳闸-再启动"的过程，给煤机的给煤量不发生超调和振荡的现象，能使锅炉制粉系统运行保持稳定，不需 修改控制回路的硬接线逻辑回路。2) 给煤机控制装置和控制回路采用UPS电源供电，系统简单，维 护方便，可确保控制装置和控制回路工作正常。3) 不需配置全容量的备用电源。4) 在变频器的直流环节DC并接电容器相比并接蓄电池组,具有费 用低、体积小、免维护、不消耗能量等实用价值。本专利技术原理简明，变频器驱动对象可保持平稳运行，操作性和安全性好，配置简单，电源可靠。在厂用电供电系统瞬时停电切换(如200 600ms)时，给煤机变频器不但能维持原转速运行，还能一并解决 因其他原因造成电源电压短期变化超过额定电压的±15%时引起变频 器跳闸的问题，而且，在厂用电供电系统瞬时停电切换期间变频器没 有"瞬停-再启动"过程，也不需从另一动力电源系统上配接全容量的 备用电源。附图说明图1为现有电压型通用变频器主电路原理图；图2为本专利技术的变频器主电路并接Cs和改接Rs的原理图；图3为给煤机控制电源配置UPS接线原理示意图；图4为给煤机控制电源配置经接本机组UPS的接线原理示意图；图5为变频器主回路增设端子排示意图。图中D三相整流桥，R启动充电电阻，K内部微型接触器的接 点(或晶闸管)，DC主电路直流环节，C直流滤波电容，TR三相可控逆 变桥；Rs按并接电容器Q的电容量重新配置的阻值和功率相匹配的启 动充电电阻，Cs按电动机负载大小并接的相应容量的储能电容器；UPS 不间断供电电源，INV电压型通用变频器，TJ最离变压器，T2隔离变 压器，CB1、 CB2、 CB本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种给煤机变频器电源瞬停切换时维持运行方法，其特征是：在电压型通用变频器主回路的直流环节ＤＣ的滤波电容器Ｃ上根据负载电动机容量大小再并接相应电容量的储能电容器Ｃ↓［Ｓ］，并按储能电容器Ｃ↓［Ｓ］的电容量另配置功率和电阻值相匹配的启动充电电阻Ｒ↓［Ｓ］；在给煤机控制装置和控制回路两路控制电源前配置ＵＰＳ电源装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵建中，尚德松，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]