高壓自動旁路保護裝置原理

Ⅰ 高壓加熱器一般有哪些保護裝置

高壓加熱器的保護裝置一般有如下幾個：水位高報警信號，危急疏水門，給水自動旁路，進汽門、抽汽逆止門聯動關閉，汽側安全門等。

Ⅱ 高壓軟啟動的工作原理

1、結構
完整的HPMV系列的軟起動器是一個標準的電機起動控制器，用來保護和控制中、高壓交流電機。完整的HPMV包括：隔離開關、保險絲、主真空接觸器、控制變壓器、控制模塊、可控硅模塊、高壓真空旁路接觸器。軟起動部分僅包括：控制模塊、可控硅模塊、高壓真空旁路接觸器。
A、隔離開關：在起動器的輸入電源部分裝有一個允許電機直接帶負載起動的隔離開關。這個隔離開關具有負載短路時起動和帶負載停機的過載能力。其最大設計值是：5KV隔離開關使用2300-4160V的起動器，7.2KV用於6000-7200V起動器，而15KV用於10-14KV的軟起動器。
當隔離開關合閘時無法把控制櫃高壓部件部分的門打開。隔離開關帶有連鎖裝置，只有當隔離開關切斷電源時才可以打開機櫃的門。同樣情況當機櫃被打開時隔離開關也無法合閘。隔離開關上的機械連鎖裝置使中壓電源被有效的連鎖住，以保證操作安全。
在控制的中高壓輸入電源部分裝有一個可視窗口，不用打開機櫃門就可以觀察離合開關的閘刀是處於分離或合閘狀態。當隔離開關在分離狀態時有一個分離的刀臂通過機械裝置與地相連接（對於14KV是選項部分）。
B、電源保險絲：對於標準的控制器在每相輸入電源中裝有保險絲進行初級的電源限流。典型的6900V以下的保險絲是ANSI標准R型，而10-15KV的控制器是採用ANSI標准E型保險絲。保險絲的選擇是根據電機的堵轉電流和所對應的固態起動器的過載繼電器。保險絲和過載保護是設計用來防止較低和中等級的故障。這可以防止過載電流超過繼電器額定值，以對較高的超過繼電器保護范圍的故障進行有效的保護。
熔斷器的支架上帶有保險絲指示器（連線接到絕緣的離合器控制電路），當三相中有一相保險絲開路時會自動斷開全部三相電源。
C、SCR電源器件：在每相中是用一對相同參數的SCR反相平行的安裝在一組的。為了達到所有使用電網的峰值電壓要求。對SCR進行串聯，其串聯數如①400A，電壓3300V串聯SCR對數2對， SCR總數12，②600A，電壓6000V串聯SCR對數6對， SCR總數36
D、RC吸收網路：RC吸收網路提供瞬間電壓保護電路，以減少dv/dt沖擊電壓。防止SCR模塊的損壞。
E、觸發電路：SCR是用一個持續的脈沖觸發電路，這個電路是採用光纖和脈沖變壓器進行隔離。
F、主真空接觸器：主真空接觸器是用來切斷主電源和SCR迴路的，其電壓比率是：5KV用於2300—4160V，7.2KV用於6000—7200V，15KV用於10—15KV的軟起動器。
應用於順序控制下的接觸器。在正常使用條件下保證其起動次數能夠達到設計時非負載狀態下的使用壽命。主真空接觸器是設計在最大起動比率，旁路接觸器是設計在緊急起動的比率。10-15KV 600A的起動器採用真空拉出式的接觸器，其容量為15KV 600A。這個控制裝置有兩個指示燈、三個電流計時器、電流過流繼電器，並且有一個電容型器件。旁路接觸器裝置也有兩個指示燈和一個電容跳閘元件。
2、電子控制系統
HPMV系列電子控制電路分為低壓、中高壓兩部分，並隔離成兩個獨立的部分。低壓電子部分包括控制最界面和介面，CPU和主電源板是安裝在低壓控制室中。
A、CPU主控板：CPU板上裝有微處理器和通訊處理器，CPU決定各種操作功能，根據用戶的設定程序和檢測反饋信號來進行控制，CPU主板上裝有EPROM、EEPROM和DRAM寄存器，以及模擬和數字介面。
B、主電源板：也稱為主觸發板，它包括數字輸入輸出繼電器和介面，並連接到TCB板上，它控制旁路隔離接觸器的動作順序和SCR的觸發，這個板子上產生全部觸發信號和接收來自光纖隔離的反饋信號，把模擬信號轉換為CPU的數字信號，這些觸發脈沖也是利用光纖對中高壓環境進行隔離。
C、電壓、電子控制部分：中高壓主電源應在TCB、觸發驅動器和TEMP/CT控制板工作之前斷開。
D、TCB（Terminal and Control Board）終端控制板是用戶的接線板，為了滿足UL安全標准，它位於中壓部分，但是並沒有實際和中壓部分聯結，只是和接觸器的控制線圈有連接，這個板子上包括用戶接線端子排、輸出繼電器（全部相同）輸入和控制電源接線、並且包括時間繼電器用於功率因數調整繼電器和其它外部元件。
E、觸發驅動板：位於SCR模塊組件上面，這些板子和主電源板通過光纖進行通訊聯系，通過脈沖變壓器把觸發脈沖信號進行放大來觸發SCR，在每個SCR模塊中每一對SCR使用一個觸發驅動電路板。
F、TEMP/CT：溫度控制板和電流互感器板子是裝在SCR模塊組件上，通過光纖把散熱器溫度和電流信號送到主電源板。
3、原理
HPMV的控制核心是微處理器CPU。這個微處理控制系統可以對電機進行起動和保護。CPU對SCR進行相角觸發控制以降低加在電機上的電壓，然後通過慢慢的控制加在電機上的電壓和電流平滑的增加電機轉矩，直到電機加速到全速運行。這種起動方式可以降低電機的起動沖擊電流，減少對電網和電機自身的沖擊。同時也減少了對聯在電機上機械負載裝置的機械沖擊，以延長設備的使用壽命，減少故障和停機檢修時間。
A、加速模式：HPMV提供了幾種加速模式，你可以根據感應電機的負載情況選擇最合適的起動曲線。
出廠設置為具有限流功能的電壓斜坡，也是最可靠的起動模式，可以滿足大多數應用場合。初始轉矩設定為電機剛好能帶動負載轉動時的值，然後電壓逐漸的平滑上升，在限定的斜坡時間和電機起動電流范圍內，使電機平滑到全速運轉 。下面三種起動狀態的分析：
a、 如果電機在軟起斜坡結束前達到全速運行，自動反震盪電路將會自動的把全壓加到電機上而使斜坡時間不再起作用。可以防止任何的浪涌電流或電機轉矩的脈動。這種情況通常可能會發生在負載沒有加在電機上而電機工作在減壓和低轉矩的電機起動過程中。
b、 如果電機在斜坡時間結束前，沒有達到全速運行，電流限流設定將會按比率的控制最大輸出轉矩,
HPMV的反饋感測器會自動的防止電機過載失速或超過加速設定時間的故障發生。
c、 限流功能對於電機從電網或發電機中吸取一定數量的電流提供了有效的手段和控制方式，當電機起動轉矩達到限定的起動電流值所對應的轉矩後，就會自動的保持這個轉矩和電流運行，電流限流值不受設定斜坡時間的影響，直到電機達到全速運行為止。當電機達到全速運行後，電機電流降到正常全速運行的電流值，HPMVK中、高壓軟起動器有一個全速運行狀態輸出繼電器，從而使旁路高壓真空接觸器閉合，使電機電流經旁路接觸器，從而防止SCR導通所產生的壓降引起的熱損耗，提高了工作效率及可靠性。MPMV是工作在全壓狀態下，正如其它起動器一樣，在電機軟起動後，電網電壓直接加到電機上，但是優於其它起動方式之處在於HPMV具有全電子保護功能，它的靈敏度和對故障保護反映速度是用毫秒來計算，這是常規的電機起動和保護器無法比擬的。
B、HPMV中、高壓軟起動器的其它起動方式：
電流斜坡：使用電流閉環反饋可以進行PID調節，使輸出轉矩線性增加到最大值。
恆流控制：起動時，電流快速增加到限定值，一直到電機全速運行。
用戶自定義曲線：用戶可以自定義一個轉矩與時間的起動曲線。當電機起動時可以完全按照你所定義的曲線加速。
速度反饋斜坡控制：用一個來自電機或負載的速度信號作為反饋量對電機進行閉環斜坡軟停。（選項）
減速模式：HPMV提供軟停機功能，當停止信號發出時，同時給電機加一個逐漸減小的電壓使電機平滑停機，這和電力剎車不同，實際上軟停車會增加電機的停車時間。這個功能適用於水泵停機控制，以減小水錘現象和對機械結構的損壞及沖擊。
4、觸發電路
可控硅觸發電路是系統穩定可靠的關鍵部分，HPMV觸發電路包括幾個獨特的優點，具有抗雜訊干擾，可以工作在惡劣的工作環境和長久的使用壽命，他不受現場安裝時線路阻抗、短路容量、或開關的快速通斷而產生影響，這些特性包括：
A、自動同步的觸發脈沖以保證每相的導通角的觸發點相同從而不產生誤觸發，這特性適合那些小型工廠自備的發電機設備，MVC PLUS系列可以放心的使用於波動較大且不穩定的電源。
B、穩定可靠的觸發脈沖信號可以在270度的導通角范圍內可靠的使可控硅導通並且不受雜訊信號的影響，以保證不產生誤觸發。
C、閉環觸發控制方式是根據輸出電流和電壓反饋進行平滑的軟起動，以防止由於起動時相間的不平衡而引起電機過熱。
D、觸發信號用脈沖變壓器隔離特殊設計的三相120V低壓控制電源變壓器以確保檢測、觸發板和來自於輸入中壓電源的雜訊和干擾進行隔離，使用具有高絕緣特性的28VAC電源供給脈沖觸發電路，一個獨立的控制電源變壓器經磁隔離後用於所有的低壓電路和CPU。
E、光導纖維隔離用於中壓電源和全部低壓系統之間，在通過CT隔離的信號再通過光導纖維隔離以達到最大限度的隔離和確保安全
型號說明(1)起動器額定電流：60，110，200，320，400，600，800A
(2)主電壓
標稱值
2.3kV
3.3kV
4.16kV
6.0kV
6.6kV
10kV
13.8kV 適用范圍
2.3kV+10%-15%
3.3kV+10%-15%
4.16kV+10%-15%
6.0kV+10%-15%
6.6kV+10%-15%
10kV+10%-15%
13.8kV+10%-15%
(3)控制電壓
標稱值
110VAC
220VAC
110VDC
220VDC
適用范圍
100~120VAC
200~240VAC
100~120VDC
200~240VDC
(4)選項功能
可以一次選
擇一個或一
個以上功能
如：1+3
（通訊+模
擬輸出）
代號
1
2
3
4
5 功能簡介
RS485通訊介面MODBUS協議
RS485通訊介面PROFIBUS協議
模擬輸出功能
帶電機差動保護器
用於多電機驅動控制器
註：
* 使用一個小型低壓電動機(3到10kw)代替原來的高壓電動機，可以進行軟起動器
的全部功能測試。

Ⅲ 汽輪機主汽閥和調節器閥的工作原理 要詳細的

主汽閥主閥蝶開啟時，由閥桿上的凸肩推動向上移動，關閉時由預啟閥向下壓緊。為了防止閥蝶的轉動，在閥蝶的內孔兩側開有導向槽，而一個橫穿閥桿的銷子兩端則嵌入該槽內。

閥蝶與閥蓋之間有一定的自由度，這樣既為閥蝶之間的上下移動起導向作用，又能使閥蝶在閥座上找中。

主閥蝶下游的閥座成擴展形狀，做為主閥蝶下游的擴壓段，以便使流過閥座蒸汽的流速轉化為壓力能，提高蒸汽的做功能力。不帶預啟閥的閥蝶則通過閥桿的凸尖與閥桿端部的螺母(另加定位銷)直接緊密地連成一體。主汽閥開啟時用油動機推動，關閉時由彈簧壓下。

調節閥門的開度指令，實際上是由閥門控制輸出的，而閥門控制所接收的信號是系統對進入汽輪機的總蒸汽流量的請求，即DEH系統的轉速控制迴路和負荷控制迴路中所產生的流量給定值信號是通過閥門控制轉換為各閥門的開度指令信號的。

這個給定信號輸出到閥門控制卡(伺服卡)上與閥位感測器(LVDT)的實際閥位信號相減，經過伺服放大器放大後控制伺服閥達到要求開度。

(3)高壓自動旁路保護裝置原理擴展閱讀：

操作主汽閥注意事項

1、主汽門在沒有高壓油的情況下將無法開啟，因此機組啟動時各保護裝置均應處於正常工作位置，接通高壓油路然後才能開啟自動主汽門。

2、當事故停機使主汽門關閉後，如果重新開啟主汽門時，必須先將主汽門的手輪旋至全關位置，待機組轉速降至危機保安器復位轉速以下，掛上危機保安器等保護裝置後，方可重新開啟自動主汽門，否則無法打開。

Ⅳ 高壓變頻器旁路櫃設計原理

高壓開關是指用於電力系統發電、輸電、配電、電能轉換和消耗中起通斷、控制或保護專等作用，電壓屬等級在3.6kV~550kV的電器產品，主要包括高壓斷路器、高壓隔離開關與接地開關、高壓負荷開關、高壓自動重合與分段器，高壓操作機構、高壓防爆配電裝置和高壓開關櫃等幾大類。高壓開關製造業是輸變電設備製造業的重要組成部分，在整個電力工業中佔有非常重要的地位。
水阻櫃是一開集團智能公司專為額定電壓為3-10KV大中型同步或非同步鼠籠式,繞線式電動機製造的高壓業態軟起動裝置,採用具有國內領先水平的計算機模擬軟體對電動機的起動全過程進行模擬模擬，使電動機起動的全過程可預測、可調整、可控制。起動電流小而平滑、無沖擊，顯著降低電網壓降，保證電網的可靠運行，有效的保護了電動機及被其起動的傳動機械。具備完善的報警提示功能和電動機保護功能,採用PLC控制，可靠性高。
在標准型的基礎上，增加電流閉環自動控制功能。即在電動機起動過程中自動檢測電動機電流，同時根據電流大小自動調節控制裝置，使電動機起動達到最佳化。

Ⅳ 節電器真的能省電嗎什麼原理

節電器可以省電
節電器利用國際先進的高壓電參數優化技術、正弦波跟蹤技術及納米技術和組件，抑制和減少供電線路中的沖擊電流、瞬變及高次諧波的產生，凈化電源、提高高壓電網的供電品質，大幅降低線路損耗及動力設備的銅損和鐵損，提高高壓用電設備的使用壽命和做功效率，在使用過程中既節省了電能又可大幅降低設備運營成本。
(5)高壓自動旁路保護裝置原理擴展閱讀：
節電器的節電原理：採用自主知識產權技術、電磁補償原理、電力電子控制技術、有源濾波技術和先進的自動智能控制技術，自動調整節電檔位，優化供電參數，保證良好的用電品質，有效地過濾大小不同的瞬變浪涌、減少抑制諧波、雜波，相對地平衡供電電壓（見下圖），降低線路損耗，提高負載的有效功率，減少過剩有功功率的多餘損耗，從而達到節電目的

Ⅵ protect.bypass什麼意思中文

protect bypas意思是保護旁路。

短語

feed-water auto-bypass protect device給水自動旁路保護裝置

重點詞彙

bypass旁路，旁道;分流術，搭橋術;旁通管;繞過;避開;不顧;不請示

(6)高壓自動旁路保護裝置原理擴展閱讀：

一、protect

1、protect音標：英 [prəˈtekt]，美 [prəˈtekt]。

2、protect詞性及意思：v.保護;防護;(制定法律)保護;(通過征關稅)保護(國內企業);實行貿易保護。

3、第三人稱單數： protects ，現在分詞： protecting ，過去式： protected ，過去分詞： protected。

4、記憶技巧：pro 在前 + tect 蓋上；蓋子 → 出現前就蓋上 → 保護。

二、bypass

1、bypass音標：英 [ˈbaɪpɑːs]，美 [ˈbaɪpæs]。

2、詞性及意思

（1）n.(繞過城市的)旁路，旁道;(給心臟接旁通管的)分流術，搭橋術;旁通管。

（2）v.繞過;避開;不顧(規章制度);不請示。

3、第三人稱單數： bypasses， 復數： bypasses ，現在分詞： bypassing ，過去式： bypassed ，過去分詞： bypassed。

4、記憶技巧：by 在旁邊；副的 + pass 通道 → 旁邊的通道 → 旁路。

Ⅶ 電流互感器的原理

1）電流互感器的接線應遵循串聯原則：即初級繞組應與被測電路串聯，次級繞組應與所有儀表負載串聯。

2）根據被測電流選擇合適的變比，否則誤差會增大。同時，二次側的一端必須接地，防止一次側高壓一旦絕緣損壞，進入二次低壓側，造成人身和設備事故。

3) 二次側不允許開路。一旦開路，原邊電流I1全部變為勵磁電流，使φm和E2急劇增加，導致鐵芯飽和磁化過度，發熱嚴重，甚至燒毀線圈；同時，磁路過飽和磁化後，使誤差增大。電流互感器正常工作時，二次側與測量儀表、繼電器等電流線圈串聯使用。測量儀器、繼電器等電流線圈的阻抗很小，二次側類似於短路。CT二次電流的大小由一次電流決定，次級電流產生的磁勢平衡初級電流的磁勢。如果突然打開，勵磁電動勢會突然從小值變為大值，鐵芯中的磁通會呈現嚴重飽和的平頂波，因此當磁通過時次級繞組會感應通過零。極高的峰值波，其值可達數千甚至數萬伏，危及工人的安全和儀器的絕緣性能。所以當磁場過零時次級繞組會感應。極高的峰值波，其值可達數千甚至數萬伏，危及工人的安全和儀器的絕緣性能。所以當磁場過零時次級繞組會感應。極高的峰值波，其值可達數千甚至數萬伏，危及工人的安全和儀器的絕緣性能。

另外，二次側的開路使二次側的電壓達到數百伏，一旦接觸就會引起觸電事故。因此，電流互感器的二次側裝有短路開關，以防止二次側開路。在使用過程中，一旦二次側開路，應立即解除電路負載，然後進行斷電處理。處理完所有內容後可以重復使用。

4）為滿足測量儀表、繼電保護、斷路器故障判斷和故障濾波等需要，發電機、變壓器、出線、母線段斷路器、母線斷路器、旁路斷路器等電路帶有 2 到 8 個次級繞組的所有電流互感器。

5) 保護用電流互感器的安裝位置應盡量設置在主保護裝置未受保護的區域。例如：如果有兩套電流互感器，且位置允許，則它們應位於斷路器的兩側，使斷路器處於交叉保護范圍內。

6）為防止柱式電流互感器套管閃絡引起母線故障，電流互感器通常布置在斷路器的出線側或互感器側。

7）為減少發電機內部故障造成的損壞，用於自動調節勵磁裝置的電流互感器應布置在發電機定子繞組的出線側。為便於在發電機並入系統前進行分析和查找內部故障，用於測量儀表的電流互感器應安裝在發電機的中性側。

Ⅷ 電流互感器的工作原理是什麼

在發電、變電、輸電、配電和用電的線路中電流大小懸殊，從幾安到幾萬安都有。為便於測量、保護和控制需要轉換為比較統一的電流，另外線路上的電壓一般都比較高如直接測量是非常危險的。電流互感器就起到電流變換和電氣隔離作用1。對於指針式的電流表，電流互感器的二次電流大多數是安培級的（如5A等）。對於數字化儀表，采樣的信號一般為毫安級（0-5V、4-20mA等）。微型電流互感器二次電流為毫安級，主要起大互感器與采樣之間的橋梁作用。微型電流互感器也有人稱之為「儀用電流互感器」。（「儀用電流互感器」有一層含義是在實驗室使用的多電流比精密電流互感器，一般用於擴大儀表量程。）。電流互感器與變壓器類似也是根據電磁感應原理工作，變壓器變換的是電壓而電流互感器變換的是電流罷了。電流互感器接被測電流的繞組（匝數為N1），稱為一次繞組（或原邊繞組、初級繞組）；接測量儀表的繞組（匝數為N2）稱為二次繞組（或副邊繞組、次級繞組）。電流互感器一次繞組電流I1與二次繞組I2的電流比，叫實際電流比K。電流互感器在額定電流下工作時的電流比叫電流互感器額定電流比，用Kn表示。Kn=I1n/I2n。電流互感器（Current transformer 簡稱CT）的作用是可以把數值較大的一次電流通過一定的變比轉換為數值較小的二次電流，用來進行保護、測量等用途。如變比為400/5的電流互感器，可以把實際為400A的電流轉變為5A的電流。想了解更多相關信息，可以咨詢萊姆電子(中國)有限公司，謝謝！

Ⅸ 汽輪機有哪些主要保護它們的作用各是什麼

1、當汽輪機組發生故障危及機組的安全運行時，或鍋爐、發電機發生故障需要汽輪機跳閘時，保護系統應能自動迅速地使汽輪機跳閘。汽輪機保護系統由監視保護裝置和液壓系統組成。

2、當汽輪機超速、真空低、軸向位移大、振動大、潤滑油壓低等監視保護裝置動作時，電磁閥動作，快速泄放高壓動力油，使高、中壓主汽門和調節汽門迅速關閉，緊急停止汽輪機運行，達到保護汽輪機的目的。

3、另外，還有汽輪機進水保護、高壓加熱器保護及旁路保護等自動保護系統，以保障汽輪機組的正常啟停和安全運行。

(9)高壓自動旁路保護裝置原理擴展閱讀

在汽輪機工作原理中，除認為汽流只沿流線方向發生速度變化的一維流動理論外,還有二維和三維流動理論。二維理論認為，環繞葉片的汽流的速度不僅沿流線方向、而且沿垂直於流線的方向都是不均勻的。

沿任一葉片的凸面汽流平均速度較高,平均壓力較低,而沿葉片凹面則情況相反，這樣汽流就對葉片形成一個由高壓側指向低壓側的作用力。正是這種作用力才使轉子旋轉。

當葉片高度對平均直徑的比值較大時，只應用二維流觀點進行分析是不夠的，因為不同葉高處的流動是不同的。

現代汽輪機的低壓級的設計一般都應用三維流理論考慮汽流的 3個速度分量，計算出的動、靜葉片的各截面型線沿葉高不斷地有所變化。動葉根部接近沖動式，上部接近反動式，這種葉片稱為扭葉片，它在大型機組上應用很廣。

Ⅹ 基於現代信號處理技術的泵與風機故障診斷原理及其應用有電子版圖書嗎

變頻協調控制技術在一次風系統中的應用研究 北京利德華福電氣技術有限公司 劉軍祥摘要：通過對變頻協調控制技術在電廠鍋爐一次風高壓變頻系統改造中的應用研究，著重說明：變頻協調控制技術的設計思想和系統結構，以及在一次風系統中主要解決的問題和辦法，為高壓變頻調速技術在一次風系統中的成功應用提供了一種新的思路和方法。 關鍵詞：變頻協調控制技術 一次風系統 高壓變頻 一、概況 在電廠燃煤機組中，一次風是鍋爐的燃料輸送系統的主要動力來源。典型的直吹式燃煤鍋爐系統結構原理如圖1。系統主要由4台雙進雙出鋼球磨煤機、2台一次風機、2台空預器等設備組成。磨煤機磨製的煤粉通過一次風管直接進入爐膛燃燒，系統通過控制一次風量實現鍋爐負荷的控制。 圖1：直吹式燃煤鍋爐系統結構原理圖 正常運行時，一次風系統通過風機入口擋板控制一次風管壓力維持在9.0~11.0kPa范圍內，通過冷、熱風門開度的調整，實現進入磨煤機的一次風溫控制，保證磨煤機運行效率；由磨入口擋板控制一次風量，從而實現磨煤機負荷隨鍋爐負荷變化而調整。 當發電機輸出功率發生變化時，鍋爐的燃燒系統、燃料控制系統等也隨之變動，為了進一步降低廠用電率，實現系統優化運行。對一次風系統變頻改造成為繼引風系統、凝結水系統之後的又一新的研究課題。 目前，在一次風系統主要存在以下幾個問題： 1.為保證一次風速在一定范圍內，目前通過一次風機入口擋板控制。開度在40%~60%，節流損失較大。 2.燃料系統中磨負荷分別通過磨入口擋板開度控制一次風量，系統效率低、經濟指標差。 3.一次風機入口擋板及出口電動門的開關速度反應緩慢，調節品質不好。在機組出現緊急事故或單台一次風機設備掉閘情況下，RB不能有效響應及時動作，嚴重時導致停爐、滅火等事故發生，造成巨大的經濟損失。 4.一次風機通常為“駝峰”特性，調整特性差；壓力、風量調整不當，風機效率下降明顯，嚴重時導致設備直接過載保護跳閘。 隨著高壓變頻技術的日益成熟和新技術、新產品的不斷實踐應用，在一次風機系統中採用變頻節能改造，通過變頻協調控制技術能夠解決變頻應用中存在的問題，達到改善生產工藝，降低設備單耗水平的目的。 二、一次風變頻協調控制技術 通過對一次風系統的深入研究，結合高壓變頻調速技術的特點，針對性的研究了高壓變頻協調控制技術的實際應用途徑和具體設計實現。 根據一次風系統應用變頻所面臨的主要問題，變頻協調控制單元具備以下主要功能： 1.在一次風機變頻運行狀態自動切換至工頻過程中，對故障點的位置判斷准確、動作及時有效。 2.通過變頻與工頻運行方式之間的協調，保證一次風機能夠不間斷運行。 3.通過變頻轉速與一次風調節擋板的開度配合，保證一次風不失壓。 4.通過故障一次風機與另一側運行一次風機之間的協調控制，保證兩台一次風機均工作在安全特性區內，不出現“搶風”現象。 該協調控制單元的控制結構框圖如圖2所示。主要包括：協調控制模塊、故障點分析模塊、故障識別模塊、故障診斷及自處理模塊、一次風機系統保護模塊、保護動作連接模塊、擋板開度函數器、模擬量I/O模塊、數字量輸入模塊、數字量輸出模塊等十餘種模塊組成。 圖2：控制結構框圖 其工作原理是：將一次風機工/變頻自動切換系統的綜合保護裝置作為變頻迴路和工頻迴路的主要檢測方式，接受變頻器上口、變頻器下口以及變頻器旁路開關的二次檢測信號。通過對主動力系統不同位置的運行工況參數及工作狀態的檢測，由故障點分析模塊根據信息來源的動作先後、反應速度、二次電流、電壓的幅值變化，結合變頻器自身的運行參數檢測信息，分析判斷故障點的真實位置。通過故障識別模塊判斷故障的安全級別和危害程度，同時指示出具體故障點位置和故障原因。 協調控制模塊在接到故障點分析的具體位置和安全級別報告後，結合現場設備的運行狀態和工況，決定是否採取變頻向工頻運行方式的切換操作。如果一次風機主動力系統允許由變頻向工頻運行方式的自動切換；系統直接將另一側變頻風機直接快速加速至100％，並根據實際負荷，計算出跳閘側風機工頻開關的合閘操作時機。通過擋板開度函數器實時計算出變頻切工頻後一次風機擋板開度自動關小的位置信號，從而實現變頻向工頻切換過程中一次風壓盡量小擾動。保證切換動作過程中，鍋爐的一次風壓波動瞬值不高於鍋爐燃燒系統對一次風速的最低要求、時間小於2S，使得鍋爐在一次風機的切換時，鍋爐運行平穩、安全不滅火、不跳機。 數字量輸入、輸出介面模塊主要是接受外圍遠程式控制制信號，實現一次風機變頻上、下口及旁路開關的聯鎖保護、閉鎖邏輯和控制功能。同時將高壓開關和外圍控制信號傳遞給協調控制模塊進行綜合信息處理和判斷。 故障診斷和自處理模塊主要是對外圍接入的開關量、模擬量以及二次儀表的檢測信號進行分析判斷，確定信號介面是否正常，信號輸入、輸出是否有效，是否存在錯誤狀態等。並且根據實時的狀態信息，判斷出故障埠點號，並將其從邏輯處理迴路中切除，通過信號替代保持信號處理的完整性。從而，提高系統邏輯處理的安全及可靠性。 圖3：變頻協調控制單元外形圖 三、一次風變頻調速後存在問題及對策 1.一次風機變頻後的“搶風”問題 通過對一次風機的結構和工作特性研究可知：風機具有明顯的馬鞍形特徵，在風機性能曲線的左半部具有一個馬鞍形區域，在此區段內運行有時出現流量大幅度脈動等不正常情況，出現“喘振”問題。而喘振僅僅是不穩定工況區內可能遇到的現象之一，在該區域內還會出現不正常的零氣動力工況，這便是旋轉“失速”現象。風機在不穩定工況區運行時，還可能發生流量、全壓和電流的大幅度波動，氣流會發生往復流動，產生強烈振動，這就是通常提到的“搶風”。鍋爐一次風機改為變頻調速後，兩台風機並列運行，就非常容易發生“搶風”現象，威脅風機及整個系統的安全性。下面就針對兩台風機的運行工況進行分析說明，如圖4。 圖4：風機的並聯運行圖 如果風機參數選擇適當，運行時操作正確，兩台風機並聯運行時的風道性能曲線Ⅳ與風機並聯合性能曲線Ⅲ交於1，則每台風機將在點1′工作，風機在此工況下工作是穩定的，不會出現“搶風”現象。如果風機工作不當，風道性能曲線Ⅴ與風機合成性能曲線Ⅲ交於點2與點3，落在∞字形區域內工作，則風機工作點可能是點2或點3。若風機在點2上運行，則兩台風機尚能在點2′上穩定運行。如果兩台風機的風道阻力稍有差別，或者風道系統中風量稍有變動，其結果是風機處於點3並聯工作，此時兩台風機工作點分別是3′和3〞點運行。其中點3′工作風機風量大且在穩定區工作，而另一台在點3〞工作的風機的風量小，且工作點落在不穩定工況區內。這樣兩台性能相同的風機輸送的流量就不相同，出現了“搶風”。但是兩台風機分別在3′和3〞點工作的狀況不是穩定不變的，這兩台風機的工作點會發生互換。風機在此工況下工作，嚴重時甚至會出現一台風機的風量大，另一台風機則產生倒流。因此，在兩台風機並聯運行時，為避免搶風現象發生，就應當採取措施避免風機的工作點落在∞字形區域內。 鍋爐一次風機變頻改造後，風機在低負荷運行時的工作點離不穩定區（左邊界）較近，導致機組在低負荷區間運行時，兩台一次風機“搶風”即風機的並列困難；通過兩台一次風機的快速協調平衡系統，對運行參數調整，降低系統一次風壓、改變系統通風量，“搶風”問題得到解決。 2.防喘振控制思想 圖5：不同轉速下的特性曲線圖 圖5給出了風機在不同轉速下的特性曲線，可以看出轉速不同，相應的駝峰點和駝峰流量也不同。轉速越低，駝峰點越向左移，駝峰流量越小，把不同轉速下的駝峰點連接起來，就構成了一條曲線，曲線右側為穩定工作區，曲線左側為不穩定區。我們稱駝峰流量為極限流量相應的駝峰點連接曲線稱之為喘振搶風極限線。 顯然，只要在任何轉速下，都能控制鼓風機的流量，使其大於極限流量，則風機便不會發生搶風問題，這就是防喘防搶控制的基本思想。 考慮到吸入氣體的狀態如壓力、溫度、密度及系統風量、風壓變化等都會引起風機特性曲線的變化，因此應考慮一定的安全容量，確保實際工作點不會太靠近不穩區極限，以避免發生搶風喘振事故。在一次風系統中採用“調速－比例調門法”比較適合電廠安全和節能需要。 變頻協調控制單元將變頻節能與防喘振協調控制，根據一次風系統的要求，風機流量波動時維持出口壓力在某一定值范圍內，因此取出口壓力P1，送入變頻節能與防喘振控制器中，由壓力變送器，協調控制器，高壓變頻器，電動機和風機構成一個閉環控制系統，通過不斷地參與鼓風機轉速自動調整，來達到穩定出口壓力的目的。 圖6：典型的安全操作曲線圖 圖6給出了兩條典型的安全操作線，其中安全操作線1為固定流量安全操作線控制。安全操作線2為一條與喘振極限線相似的曲線，其流量比喘振極限流量大5%~15%，解決了轉速較低時安全操作線1存在的耗能問題，是一個最節能安全控制方式。 3.一次風機RB時，一次風機變頻器過負荷保護動作防範 一次風系統變頻運行時，單側一次風機變頻器故障不能連續運行時，會觸發機組RB功能動作。系統處理不當或反應不及時，就會最終引起機組跳閘。結合鍋爐一次風機RB分析，主要會導致一次風機變頻器過負荷保護動作有以下方面的原因： 3.1次風機RB工況初期，系統通風量過大，在單點壓力情況下，流量超標引起變頻器過負荷。 3.2一次風機RB工況初期，風機的運行工況嚴重偏離高效點，運行效率極低。 3.3一次風機性能曲線陡峭，駝峰型特性明顯效率低。 為防止一次風機變頻器過負荷保護動作的措施如下： （1）一次風變頻器的設計過程中提供負荷限制功能，防止變頻器過負荷保護動作跳閘。 （2）優化RB時一次風系統邏輯。 四、結束語 通過變頻協調控制技術在鍋爐一次風系統變頻改造應用中的研究，充分說明：在利用高壓變頻進行節能改造的過程中，著重研究和解決高壓變頻技術應用中帶來的問題和解決辦法，對提高系統運行安全穩定性，降低經濟損失，具有更為重要的意義。將變頻協調控制技術應用到各種領域當中能夠顯著提高生產系統因變頻改造帶來的安全穩定等效益，並且可以進一步實現優化系統，提高節能效果的目的。該項技術的研究勢必會為高壓變頻技術的廣泛應用起到積極的推動作用。 作者簡介： 劉軍祥，1996年畢業於天津大學。長期從事高壓變頻技術在電力、冶金、鋼鐵、石化、水泥等行業的應用技術研究及新技術、新領域的開發研究工作。現任北京利德華福電氣技術有限公司技術成套部經理，負責高壓變頻應用系統的成套服務和管理工作。