高压变频在240T/H循环流化床锅炉引风机上的应用调试

摘要：本文着重介绍RHVC高压变频器在北郊热电厂的应用情况，针对此类变频器在调试中出现的低频升速时电流过大以及升至39Hz后无法再增加频率的问题，说明高压变频装置在调试中需注意的问题。

关键词：高压变频调速引风机U/f控制曲线

中图分类号：TM921.51文献标识码： A 文章编号：

名词解释：压频比（U/f曲线）：指变频器运行时，变频器输出电压和输出频率之比，它是变频器最常用、最简单的控制方式。U与Fde 比例关系是考虑了电动机特性而预先设定。

高压交流变频调速技术是上世纪90年代迅速发展起来的一种新型电力传动调速技术，主要用于交流电动机的变频调速，其技术和性能胜过其它任何一种调速方式（如降压调速、变极调速、滑差调速、内反馈串级调速和液力耦合调速）。变频调速以其显著的节能效益、高精确的调速精度、宽范围的调速范围、完善的电力电子保护功能，以及易于实现的自动通信功能，得到了广大用户的认可和市场的确认，在运行的安全可靠、安装使用、维修维护等方面，也给使用者带来了极大的便利和快捷的服务，使之成为企业采用电机节能方式的首选。

1 锅炉引风机的运行工况及特点

北郊热电厂一台240t/h循环流化床锅炉装有两台引风机，均为离心风机，风量调节为入口挡板调节方式；运行中，风量随锅炉负荷变动，当需要调节风量时，由于风机的转速无法调整，故只能通过入口挡板开度来解决风量的问题，引风机的入口挡板开度最大不到85%左右。由于这样的调节方法仅仅是改变通道的流通阻力，而驱动源的输出功率并没有改变，节流损失相当大，浪费了大量电能。致使厂用电率高，供热成本居高不下。由于这些调节装置的响应速度，及与风量的非线性关系，使得同锅炉DCS系统配合不利，自动化水平大大降低；同时，电机工频直接启动时会产生5～7倍的冲击电流，对电机及其我厂6kVⅤ段高压配电系统构成损害。为此采用变频调节方式对风机系统进行改造，以减少溢流和节流损失，提高系统运行的经济性。

2 高压变频器设计方案：

为了满足2台引风机实际运行工况需求，特设计采用“一拖二”变频控制，共有1套引风机变频调速系统。系统组成：RHVC-A06/1120-FR（适配900kW/6kV异步电机）高压变频器1台、系统旁路开关柜（1120kW）2台（手动，用于变频/工频切换）、800kw引风机2台。

（图一）

3 调试过程中的异常状况：

引风机采用此类设计方案实施后，在调试过程中监视输出电流时出现以下状况：

0-10Hz范围内升频时，变频器输出电流较大，达到了130A，超出电动机额定电流的34.6%，若长期运行电机将存在很大的安全隐患。

升速过程中，升到39Hz时，变频器输出电流达到117A时，频率无法继续上升。

4 异常状态分析：

在低频段产生大电流，是由于低频升速过程中转差大，转差大会引起较大电流，而此时的压频比曲线将低频段的电压加大了，会更加使得电流增大。

升速过程中，功率需求增大，导致电流大于电机额定电流，在程序中存在对电机电流保护功能，当输出电流大于给定电流时，频率不再升高。并且，输出电流大于额定电流时，程序内电流PID调节会使输出电压降低，在频率需求增加的情况下，会导致电流更大。

5 解决方案：

修正U/f曲线，在0-10Hz低频升速期，减小U/f比值，U/f曲线斜率缓慢增加，即可解决低频电流大的问题，此点已经在实践中证明。

调整前电压频率曲线：

表一：

（图二）

（图三）

说明：由（图一）可知在0-10Hz范围内，曲线上升比较快，当达到10Hz时，输出电压已经达到了840V，此时异步电机定子电阻电压降所占比例变大，已经不能忽略，不能再认为电动机定子电压和电动机感应电势近似相等，电动机磁通的减小必然造成电动机电磁转矩减小，为了能完成启动，输出电流就会突然增加，造成超出电动机额定电流的34.6%的异常状况。（图二）就很好的解决了这个问题，在低频时电压只有480V，输出电流就不会造成过流现象。

取消电流PID控制，消除功率上升情况时电压的减小。根据电机承受能力，给定电流值由原来的额定电流增加为额定电流（96.6A）的1.2倍，电流PID控制在功率上升过程中造成输出电压减小，输出电流增加，以至于输出电流达到117A,超出了给定电流设定值，取消了这个对电动机的正常稳定运行无任何危害，反倒带来了超电流的异常状态出现，因为对电动机的保护变频器内部就已经有了：速断、过流、开路、过负荷等保护，电流PID控制没有设置的必要，所以退出。

结束语：变频器使用在风机类负载的情况下时，U/f比设置主要从变频器调试这一个试验阶段进行不断修正，才能使U/f曲线的设置让变频器的调速性能发挥到最佳的效果。

参考文献

周志敏，周继海，继爱华.变频器使用与维修技术问答.中国电力出版社.2008.11

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。