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                AB-PowerFlex40變頻器在電站給煤機(jī)中的應(yīng)用
            時(shí)間:2009-01-13 10:29:41來(lái)源:ronggang
圖3 Powerflex40矢量控制結(jié)構(gòu)圖[/align]
  稱(chēng)重式給煤機(jī)其傳動(dòng)部件主要由輸送皮帶和減速電機(jī)所組成,作為典型的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,采用無(wú)速度傳感器矢量控制可確保給煤機(jī)調(diào)速平穩(wěn)、精確,動(dòng)態(tài)特性得到改善,有效地消除了機(jī)械滯后所引起的系統(tǒng)誤差,確保了在低速、小流量狀況下的穩(wěn)定性、高轉(zhuǎn)矩輸出和計(jì)量精度,并且大大延長(zhǎng)了產(chǎn)品的生命周期,保證了給煤機(jī)長(zhǎng)期可靠安全運(yùn)行,這些特性是以往給煤機(jī)所采用V/F控制方式所無(wú)法完成實(shí)現(xiàn)的。采用Powerflex40矢量控制技術(shù)的稱(chēng)重式給煤機(jī)其特點(diǎn)主要表現(xiàn)如下:
  ●給煤機(jī)帶負(fù)荷啟動(dòng)特性得到改善并實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)矩零轉(zhuǎn)速的平穩(wěn)啟動(dòng),完全滿(mǎn)足鍋爐制粉系統(tǒng)帶重載荷啟動(dòng)的工藝要求,其自整定功能使Powerflex40交流變頻器能夠適應(yīng)不同種類(lèi)電動(dòng)機(jī)的特性,從而使其達(dá)到最佳的匹配效果。
  ●給煤機(jī)工作可靠性和穩(wěn)定性大大提高、機(jī)械及皮帶磨損降低至最小極限,延長(zhǎng)了給煤機(jī)整體使用壽命。
  ●成熟的控制和功率器件技術(shù)使給煤機(jī)轉(zhuǎn)速跳躍、飛車(chē)故障和失速現(xiàn)象徹底杜絕,電磁兼容性能也得到很大改善,完全通過(guò)EMC電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)89/336/EEC和EN61800-3要求,對(duì)電機(jī)的綜合保護(hù)功能也有所增強(qiáng)完善。
  ●變頻器避免了因轉(zhuǎn)速忽快忽慢引起給煤機(jī)煤量不穩(wěn)定及撒煤堵煤現(xiàn)象,使給煤機(jī)控制速度響應(yīng)時(shí)間得以保障,特別是對(duì)給煤量的波動(dòng)得以有效的控制(小于±0.5%),滿(mǎn)足了當(dāng)前火電市場(chǎng)超臨界機(jī)組和超超臨界機(jī)組的工藝要求。
  ●變頻器擁有更低的設(shè)備成本且技術(shù)成熟、使用簡(jiǎn)單、各類(lèi)功能齊全、操作靈活及維護(hù)容易。
  ●變頻系統(tǒng)可擴(kuò)充采用CIP通用工業(yè)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò),并可保持今后其技術(shù)的先進(jìn)和領(lǐng)先地位。
  3,選用理由及使用效果
  當(dāng)前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)給煤機(jī)投標(biāo)中,其標(biāo)書(shū)技術(shù)規(guī)格往往對(duì)變頻器只關(guān)注品牌,而忽視其型號(hào)、指標(biāo)及功能等細(xì)節(jié),標(biāo)書(shū)起草者缺乏對(duì)產(chǎn)品的深度了解,又加上價(jià)格因素高于技術(shù)評(píng)標(biāo)因素,導(dǎo)致大多數(shù)給煤機(jī)供貨商所配套變頻器為不完全具備"電源瞬停再啟動(dòng)"功能,一般電廠給煤機(jī)的供電電源都帶有電源瞬停切換的系統(tǒng),當(dāng)停電切換時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),運(yùn)行中的變頻器因"低電壓運(yùn)行"故障信號(hào)而引起給煤機(jī)停機(jī),此刻會(huì)引發(fā)鍋爐主燃料跳閘(MFT)動(dòng)作,因此,應(yīng)明確配套的變頻器需具有完善的"電源瞬停再啟動(dòng)"和"電源瞬停延時(shí)時(shí)間設(shè)定"等功能,再根據(jù)實(shí)際電源停電切換時(shí)間進(jìn)行設(shè)定,同時(shí)也需對(duì)給煤機(jī)的控制系統(tǒng)的內(nèi)部邏輯和控制回路作相應(yīng)的連鎖,以避免由其在瞬時(shí)停電切換時(shí)引發(fā)鍋爐MFT動(dòng)作,造成不必要的停機(jī)。
  另外,當(dāng)前電廠的電網(wǎng)電壓在高負(fù)荷下也極不穩(wěn)定,電壓的波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致變頻器在使用中產(chǎn)生低壓保護(hù)跳閘問(wèn)題,這種跳閘會(huì)因?yàn)樽冾l器的保護(hù)設(shè)置不同而表現(xiàn)為過(guò)流保護(hù)或低壓保護(hù),但其原因都是因?yàn)殡娋W(wǎng)低電壓引起的。低電壓通常都是短時(shí)的,主要是因?yàn)殡娋W(wǎng)晃電時(shí)間過(guò)長(zhǎng),引起電網(wǎng)晃電的原因很多,如主電網(wǎng)側(cè)的電網(wǎng)波動(dòng)、負(fù)荷不平衡、電力切換、雷擊等原因,負(fù)載側(cè)的大型設(shè)備啟動(dòng)和應(yīng)用、線(xiàn)路過(guò)載等原因。電廠給煤機(jī)變頻器在遇到廠用電壓瞬時(shí)低于變頻器的低電壓保護(hù)值(根據(jù)變頻器的型號(hào)和輸入工作電壓不同該值也不同)時(shí)停機(jī),從而導(dǎo)致給煤機(jī)也同時(shí)停機(jī),同時(shí)會(huì)給FSSS(鍋爐安全監(jiān)控系統(tǒng))發(fā)出給煤機(jī)停止信號(hào),這樣也會(huì)導(dǎo)致FSSS的MFT動(dòng)作。因?yàn)榻o煤機(jī)變頻器低壓保護(hù)跳閘而引起的非計(jì)劃停爐,給電廠帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)損失,也是目前電廠面臨的比較大的問(wèn)題,只有很好的解決該問(wèn)題才能保證電廠安全、可靠、高效的正常運(yùn)行。
  針對(duì)以上導(dǎo)致給煤機(jī)意外停機(jī)的兩大因素,在北美變頻器市場(chǎng)穩(wěn)居第一的品
  牌—羅克韋爾Powerflex系列為此提供了全面的解決方案,Powerflex40變頻器在其給煤機(jī)應(yīng)用上提供了以下完善的保護(hù)功能和指標(biāo):
  ●電機(jī)保護(hù):150%持續(xù)60秒;200%持續(xù)3秒;
  ●過(guò)流保護(hù):額定200%;瞬時(shí)300%;
  ●過(guò)電壓保護(hù):810V直流母線(xiàn)電壓,等同于575V交流輸入;
  ●低電壓保護(hù):390V直流母線(xiàn)電壓,等同于275V交流輸入;
  ●控制尖峰通過(guò)時(shí)間:0.5秒~2秒;
  ●無(wú)故障尖峰通過(guò)時(shí)間:100毫秒;
  ●電子式過(guò)載保護(hù):10級(jí),具有靈敏速度響應(yīng);
  ●其它:控制線(xiàn)路掉電保護(hù);接地短路保護(hù);瞬間掉電保護(hù);輸出短路保護(hù);電機(jī)過(guò)熱保護(hù)等;
  以上功能、數(shù)據(jù)指標(biāo)和應(yīng)用表明:Powerflex40變頻器完全滿(mǎn)足于給煤機(jī)
  和火電廠苛刻的工藝使用要求,另外PowerFlex40自帶基本邏輯控制功能也為給煤機(jī)連鎖控制帶來(lái)了極大的靈活性,實(shí)踐證明羅克韋爾Powerflex系列產(chǎn)品在給煤機(jī)中應(yīng)用的可靠性和靈活性,在電力行業(yè)奠定了良好的形象基礎(chǔ),取得了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),同時(shí)也為羅克韋爾自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品在該行業(yè)深耕開(kāi)啟了廣闊的市場(chǎng)空間。
四,變頻器參數(shù)及調(diào)試步驟
  Powerflex40變頻器操作及調(diào)試主要有三種途徑來(lái)完成:本機(jī)操作面板、PC機(jī)操作和DeviceNet通訊;其中通過(guò)本機(jī)操作面板來(lái)設(shè)置和調(diào)試為最常用的方法,它的顯示采單信息說(shuō)明如下圖所示:
[align=center]
圖4 操作面板菜單說(shuō)明[/align]
  其中變頻器參數(shù)構(gòu)成分為:顯示組(d),基本編程組(P),高級(jí)編程組(A)三大類(lèi),故障組(F)為變頻器故障代碼顯示組。同時(shí)Powerflex40變頻器也可通過(guò)裝有DriveExplorer 和DriveExecutive 軟件的PC機(jī)用于編程、監(jiān)視和控制變頻器。
  變頻器參數(shù)的合理設(shè)置對(duì)其應(yīng)用特性的影響至關(guān)重要,因此對(duì)參數(shù)深入了解和實(shí)踐更顯重要,針對(duì)變頻器在給煤機(jī)上的使用特點(diǎn)我們總結(jié)了以下參數(shù)設(shè)置一覽表供參考:
[align=center]
圖5 PF40變頻器參數(shù)設(shè)定一覽表[/align]
  在對(duì)給煤機(jī)的出廠調(diào)試過(guò)程中,我們針對(duì)變頻器部分做以下內(nèi)容的調(diào)試:
  1) 變頻器的轉(zhuǎn)速給定信號(hào)4~20mA由控制柜上的給煤機(jī)二次儀表進(jìn)行調(diào)整,更改二次儀表的控制輸出的模擬信號(hào)值,與變頻器顯示板上顯示的頻率變化進(jìn)行核對(duì),確認(rèn)兩者一致并且線(xiàn)性。例如在變頻器設(shè)定最大頻率為50Hz的情況下,調(diào)整二次儀表控制輸出的4~20mA信號(hào)為50%,則變頻器面板顯示的頻率數(shù)為25Hz,并檢查變頻器模擬輸出4~20mA信號(hào),確認(rèn)也與二次儀表的控制輸出的模擬信號(hào)相一致;
  2) 通過(guò)二次儀表的操作,啟動(dòng)變頻器,在給煤機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下,監(jiān)視給煤機(jī)主電機(jī)電流,然后通過(guò)更改二次儀表的控制輸出信號(hào),將變頻器轉(zhuǎn)速信號(hào)設(shè)定為5Hz,進(jìn)行低頻條件下的電流和轉(zhuǎn)距輸出測(cè)試,確認(rèn)變頻器低速運(yùn)行不會(huì)因?yàn)檫^(guò)載跳閘以及設(shè)定的變頻器內(nèi)部參數(shù)-電流保護(hù)值的合理性,在最低速運(yùn)行通過(guò)之后,按5Hz/次上升頻率直至最大頻率,檢查變頻器電流及電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)是否正常和流量的波動(dòng)幅度,來(lái)確認(rèn)給煤機(jī)控制和運(yùn)轉(zhuǎn)情況的正常;
  3) 檢查變頻器故障報(bào)警及正常運(yùn)行的繼電器輔助接點(diǎn)信號(hào)輸出有無(wú)異常;
  4) 通過(guò)外部調(diào)壓器調(diào)整給煤機(jī)控制柜的交流動(dòng)力電源,先慢慢升高電壓,變頻器開(kāi)始工作的電壓值為啟動(dòng)工作電壓;然后慢慢降低電壓,變頻器停止工作的電壓值為低壓保護(hù)電壓,確認(rèn)變頻器滿(mǎn)足在一定范圍內(nèi)的電源電壓波動(dòng)下設(shè)備正常運(yùn)行的設(shè)計(jì)要求。再根據(jù)變頻器在最低、最高和中間速度值的三種條件下對(duì)給煤機(jī)進(jìn)行電源瞬停再啟動(dòng)試驗(yàn),以得出變頻器在輸出不同轉(zhuǎn)距和慣量前提下的瞬停臨界間隔時(shí)間,以供DCS邏輯組態(tài)連鎖控制,確保給煤機(jī)的可靠安全運(yùn)行;
五,Powerflex變頻器使用體會(huì)
  1,功能強(qiáng)大可靠穩(wěn)定
  經(jīng)過(guò)多年的給煤機(jī)實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)一步證明:對(duì)于速度和扭矩要求十分嚴(yán)格的皮帶輸送類(lèi)負(fù)載,Powerflex系列變頻器都以其卓越性能表現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)靈活,調(diào)節(jié)方便,工作十分穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)并具備極高的性能價(jià)格比。
  2,使用簡(jiǎn)單維護(hù)方便
  Powerflex系列中不同型號(hào)的變頻器具有相同的操作性,可以使用相同的人機(jī)接口操作面板或基于PC的軟件來(lái)設(shè)置編程、監(jiān)視、控制和診斷。各類(lèi)信息按不同種類(lèi)組分類(lèi),并配以向?qū)降奶崾荆棺冾l器參數(shù)設(shè)置、參數(shù)備份和狀態(tài)監(jiān)控等變得十分簡(jiǎn)單方便。
  3,故障診斷方便透明。
  通過(guò)操作面板或網(wǎng)絡(luò)不但可以監(jiān)控和清除故障,還可以查看故障和報(bào)警的歷史記錄信息,對(duì)于故障分析十分有幫助。
  4,結(jié)構(gòu)緊湊環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)
  Powerflex系列變頻器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊,安裝方式選擇靈活,大大節(jié)省了安裝空間,多種封裝的選擇能滿(mǎn)足電廠高溫、多粉塵的環(huán)境場(chǎng)合。
  5,客服支持網(wǎng)絡(luò)完善
  羅克韋爾自動(dòng)化完善的客服支持網(wǎng)絡(luò)為我們合理的選型和調(diào)試支持提供了極大的方便,從而節(jié)省了調(diào)試、集成、維護(hù)和系統(tǒng)優(yōu)化的時(shí)間和投資。
  6,強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)解決方案
  Powerflex系列變頻器選配不同的通訊適配卡,可全面支持符合CIP協(xié)議的DeviceNet、 ControlNet、EtherNet/IP開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò),為構(gòu)造數(shù)字化透明電廠提供了強(qiáng)有力的解決方案。
六,結(jié)束語(yǔ)
  提高給煤機(jī)的安全經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行,對(duì)燃煤鍋爐制粉系統(tǒng)能否正常運(yùn)行、保證燃煤正常可靠輸送至關(guān)重要,而給煤機(jī)的可靠運(yùn)轉(zhuǎn),取決于變頻器驅(qū)動(dòng)控制部分的可靠性,除了選用合適型號(hào)的變頻器、選擇合理的控制方式、設(shè)置適用的參數(shù)外,對(duì)變頻器的日常檢修維護(hù)工作也十分重要,對(duì)于變頻器安裝在多粉塵、溫差大、濕度低的工作環(huán)境,日常維護(hù)工作更應(yīng)重視,避免當(dāng)前重品牌輕維護(hù)的現(xiàn)象,使變頻器在其生命周期內(nèi)發(fā)揮應(yīng)有的作用。自2005年開(kāi)始至今,我公司所配套Powerflex系列變頻器的稱(chēng)重式給煤機(jī)工作狀況良好,運(yùn)行穩(wěn)定,大大提高了給煤機(jī)控制精度和穩(wěn)定性,并將非人為停機(jī)因素降至最低,在電廠實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的效果和回報(bào)。
主要參考文獻(xiàn):
 。1) 《Powerflex40變頻器用戶(hù)手冊(cè)》 Rockwell Automation, Publication 22B-UM001C-ZH November 2005
 。2) 《艾倫-布拉德利 自動(dòng)化系統(tǒng)產(chǎn)品目錄》 Rockwell Automation Publication B112-ZH March 1999
  (3) 《Powerflex系列變頻器培訓(xùn)教材》東北大學(xué)羅克韋爾自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室編
標(biāo)簽:
                                
                            
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