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摘要：以某電廠二次風機的調速方式由液偶控制改為變頻控制后，對DCS系統中二次風機控制邏輯進行了修改和優化，改造中涉及到鍋爐MFT主保護、6kV真空斷路器控制以及原液偶控制邏輯等。主要研究DCS系統中二次風機變頻器控制控制邏輯的修改和優化。

關鍵詞：自動控制；電廠改造；二次風機；變頻；調速。

1引言

隨著國內高壓變頻技術的發展與成熟，越來越多的火電廠將風機的調速方式都由液偶調速改為變頻調速，提高風機運行的安全可靠性，延長了電機和風機的使用壽命和維修周期[1]，大大降低了低負荷狀況下6kV電機的能耗。隨著主設備的改造，DCS控制系統要進行相應的改造[2,3]，改造的原則是盡量利用原來DCS系統中的軟硬件，確保改造后設備能夠正常控制，保護能夠正常動作，成本投入盡量少。

2改造前的二次風機控制方式

（1）改造前二次風機的啟動，高壓流化風機已經啟動，二次風機電機的定子溫度正常，入口擋板調節開度反饋小于5%，出口擋板開，液偶出口溫度、進口油壓正常，液偶勺管反饋小于5%等條件。

（2）順序啟動方式為：關二次風機入口擋板，開二次風機出口擋板，啟動二次風機（直接輸出DO信號到二次風機電機真空斷路器），隨后根據需要調整液偶勺管開度進行二次風機負荷的調整。順序停止方式為：關二次風機入口擋板，停二次風機，關二次風機出口擋板。

（3）二次風機跳閘條件主要有：二次風機電機軸承溫度高、二次風機進出口油溫高等。（4）二次風機全停后要連鎖動作鍋爐MFT，切除鍋爐助燃料，防止鍋爐發生事故。

3改進后的變頻器控制方式

（1）一次回路。該控制回路采用常規的配電方式，風機所有保護及原有對電機的保護及其整定值不變。變頻器控制采用變頻和事故工頻運行兩種模式，工頻運行通過旁路控制實現，控制旁路采用自動旁路帶隔離刀閘的自動旁路柜。旁路柜主要配置：三個真空接觸器（KM1、KM2、KM3）和兩個刀閘隔離開關K1、K2。KM2與KM3實現電氣互鎖，當KM1、KM2閉合，KM3斷開時，電機變頻運行；當KM1、KM2斷開，KM3閉合時，電機工頻運行。另外，KM1閉合時，K1操作手柄被鎖死，不能操作；KM2閉合時，K2操作手柄被鎖死，不能操作。

（2）二次回路。變頻器控制單元柜的二次端子室內設有2個端子排，專用于與DCS系統之間的接口。XT1、XT2位于上部的IO接口電路板上。XT1接模擬輸出、遠程控制和現場開關量輸入信號。模擬輸出為兩路4～20mA電流輸出,第一路輸出的模擬量對應的是輸出頻率，4～20mA對應0～50Hz，第二路輸出的模擬量對應輸出電流。遠程控制主要是接受DCS系統輸入的啟停。現場開關量輸入主要為高壓分斷，緊急停機等變頻器本體上的狀態信號。XT2輸出狀態指示和控制高壓開關柜的合閘和跳閘回路、接模擬輸入及通信等。變頻器的輸出狀態為無源節點輸出。合閘允許：系統無旁路柜時，串聯于高壓開關柜合閘回路，只有允許時才能合閘。閉合分閘：系統無旁路柜時，并聯于高壓開關柜分閘回路，有效后分斷變頻器的高壓輸入。模擬輸入為兩路4～20mA電流輸入，最大輸入電流30mA。變頻器接收到DCS啟動信號后，頻率指令自動設置為5%。

4控制邏輯修改的研究

二次風機調速方式由液偶控制改造為變頻控制后，主要是在二次風機電機和真空斷路器之間加裝了高壓變頻器，相應的控制回路和邏輯要進行修改。改造前二次風機的運行與停止狀態信號都由真空斷路器的狀態信號提供，斷路器合閘狀態信號即為二次風機的啟動信號，斷路器的分閘狀態信號即為二次風機的停止信號。所有涉及到二次風機啟動停止的連鎖信號都用的這兩個狀態信號。但是在加裝上變頻器后，斷路器的狀態信號就不能反映二次風機的啟停狀態了，僅僅能夠表示真空斷路器合閘，變頻器高壓帶電。正因為狀態信號的變化，從而造成控制邏輯要重新進行修改和優化。

5改造后存在的問題及解決方案

二次風機控制邏輯修改后，實現了二次風機的正常的啟停，并且模擬連鎖動作都正常。但在實際運行中發生了，在二次風機跳閘后再次啟動時，二次風機變頻器啟動時間過長，造成風機啟動失敗。風機啟動過程中檢查發現，啟動前二次風機在倒轉狀態，啟動后，風機首先要克服倒轉的力，造成電機過載，變頻器無法啟動。風機的倒轉是由于風機的啟動條件為風機的出口擋板全開，入口擋板全關，由于兩臺風機的風道相通，加上入口擋板關的不是很嚴，另外一臺風機在啟動狀態就會造成這一臺風機的倒轉。如何能夠確保風機在啟動前不倒轉，最好是出口擋板和入口擋板在啟動時都關閉，風機啟動后隨著變頻指令的增加，把擋板全開，這樣能有效解決風機倒轉的問題。同時，要確保風機在啟動后出口擋板全開，對風機的啟動條件邏輯做了修改：修改前風機啟動必須要出口擋板全開，而且出口擋板的全開狀態信號返回到DCS系統，才給二次風機發出啟動指令，這時風機已經倒轉，造成啟動不了。修改為開出口擋板的同時啟動二次風機，即DCS發出開出口擋板的指令后，不等出口擋板全開信號返回即啟動二次風機，因為二次風機啟動后，變頻的指令在5%，出口擋板已經逐步開啟，不會造成設備的損壞。在出口擋板全開后，可以調整變頻器的指令來調整二次風機的負荷。修改后實現了風機在故障跳閘后能夠重新啟動。

6結語

本次對二次風機控制邏輯的修改和優化，加入了對變頻器的控制，并對二次風機啟動步序的修改。最大程度地利用DCS系統中原有的邏輯組態和卡件通道，減少了改造資金的投入。同時全面考慮了修改后二次風機和其他系統的連鎖，確保了二次風機的正常啟停和在故障狀態下保護動作準確性。

參考文獻

[1]鄭偉.300MW機組風機變頻控制系統研究與改進[J].華電技術,2012,34(08):54-56+59+79.

[2]EDPF-NT分散控制系統控制組態手冊[M].北京國電智深控制技術有限公司，2005.

[3]北京合康變頻維護手冊[M].北京合康變頻公司,2009.

作者:楊志軍 單位:山西兆豐鋁電有限責任公司自備電廠