變頻調速裝置可優(yōu)化電動機的運行狀態(tài)，大幅提高其運行效率，達到節(jié)能目的。過去受價格、可靠性及容量等因素限制，在我國風機市場上一直未能得到廣泛應用。近年來，隨著電子器件和控制技術的迅速發(fā)展,高壓變頻器的價格不斷下降,可靠性不斷增強，且模塊化的設計使其容量幾乎不受限制，相應地高壓大容量變頻器也被逐步大量應用。 

山西陽光發(fā)電有限責任公司1#爐技術改造在2臺引風機電機上分別加裝1套北京利德華福電氣技術有限公司生產的2000kW/6kV高壓變頻裝置?？刂破饔筛咚賳纹瑱C、工控PC和PLC共同構成。單片機實現PWM控制。工控PC提供友好的全中文WINDOWS監(jiān)控和操作界面，同時可以實現遠程監(jiān)控和網絡化控制。內置PLC則用于柜體內開關信號的邏輯處理，可以和用戶現場靈活接口，滿足用戶的特殊需要。該高壓變頻器使用西門子的PLC中的S7-200，具有較好的與DCS系統接口能力。根據引風機的運行特性要求以及高壓變頻器控制的具體要求，確定采用如下DCS系統與變頻調速系統的接口及控制方案。

1．DCS系統與高壓變頻器的接口方案設計 

DCS系統與高壓變頻器之間的信號總共有22個，其中開關量信號18個，模擬量信號有4個。每臺引風機高壓變頻器開關量信號包括：①待機狀態(tài)；②運行狀態(tài)；③停止狀態(tài)；④輕故障報警；⑤重故障報警；⑥高壓合閘允許；⑦單元旁路狀態(tài)；⑧啟動命令；⑨停止命令。每臺引風機高壓變頻器模擬量信號包括：轉速控制命令和轉速反饋信號。 

通過對上述信號在DCS系統中的定義邏輯組態(tài)實現變頻控制方案。 

2．DCS控制中增加以下內容 

為實現對變頻引風機的啟?？刂萍稗D速調節(jié)，在DCS顯示和控制中增加： 

（1）通過DCS系統實現高壓變頻器啟停操作用于遠方啟停高壓變頻器。 

（2）DCS控制高壓變頻器轉速控制實現引風變頻的手自動控制。 

（3）在DCS系統的顯示報警中增加高壓變頻器輕故障報警塊、重故障報警塊、工頻旁路狀態(tài)。 

3．運行方式及控制邏輯的說明 

3．1引風機高壓變頻器的運行方式 

正常情況下，引風機以變頻方式啟動，考慮到高壓變頻器有可能故障，還具備1臺變頻、1臺工頻運行方式和2臺工頻運行方式。 

高壓變頻器運行方式分為就地及遠方控制2種。就地控制狀態(tài)時，DCS輸出的轉速命令信號跟蹤高壓變頻器轉速反饋，此時，對高壓變頻器的遠方操作無效。 

高壓變頻器受DCS控制時分自動和手動2種方式。手動狀態(tài)時，運行人員通過改變畫面轉速控制塊控制高壓變頻器轉速，實現負壓的調節(jié)。 

3．2引風機高壓變頻器啟動的允許條件 

啟動必須具備以下3個條件：①引風機A、B的高壓部分已啟動完成；②引風機A、B的高壓變頻器就地從其PLC送來的啟動就緒開關投入。③引風機A、B的高壓變頻器的轉速設定值的輸出小于30％。 

由于高壓變頻器啟動的前提為引風機電機高壓開關必須合閘及啟動反饋為1，而原有引風機啟動的條件繼續(xù)在整個邏輯中起作用，即原有的風機啟動條件保留下來作為引風機高壓變頻器啟動的允許條件。另外考慮到高壓變頻器就地的實際條件，加入了高壓變頻器就地送來的就緒信號和A/B引風機變頻就緒作為啟動的另一條件。 

在高壓變頻器遠方啟動的調試過程中發(fā)現：由于高壓變頻器轉速設定塊中的命令可能在一個較高的轉速位，而這時啟動高壓變頻器必然會對爐膛負壓有一個較大擾動，而且容易造成運行誤操作，所以在啟動中加入了命令必須＜30％的限制。 

3．3引風機高壓變頻器轉速調整的自動調節(jié) 

（1）A、B高壓變頻器轉速自動的開關量部分 

當引風機靜葉投入自動時，將會閉鎖A、B高壓變頻器轉速投自動。另外當偏差回路中形成值超過一定值(暫定為50％)時，將自動切除高壓變頻器自動。爐膛負壓信號發(fā)生故障時，則發(fā)傳感器故障信號，高壓變頻器退出自動。當爐膛負壓低一值觸發(fā)時，延時3s后閉鎖轉速增加，當爐膛負壓高一值觸發(fā)時，延時3s后閉鎖轉速減少。 

（2）A、B高壓變頻器轉速自動的模擬量 

由于變頻調節(jié)對象與引風機靜葉調節(jié)對象一樣，所以將原有的偏差形成回路直接引出作為現有的變頻調節(jié)的偏差作用于現有的引風變頻控制。并就變頻的特點加入了結合轉速的平衡回路，將兩側的出力保持平衡。同時也獨立的加入其單雙風機變頻方式的增益回路，由于原有的偏差形成回路中包含了總風量的前饋部分，所以在新的變頻轉速回路中就不再增加，考慮到一旦發(fā)生單臺引風變頻跳閘，又不能恢復變頻方式運行，將原有的擋板控制回路中的電流平衡回路改為位置反饋平衡回路，同時將另一臺引風變頻逐步加到最大后，投入引風自動。 

3．4引風機變頻涉及的相關跳閘保護 

（1）單側風機的變頻跳閘聯跳相應一側的送風機，并聯關相應擋板及靜葉的邏輯不變。 

（2）雙側風機的變頻跳閘后，由于相應的A風機和B風機的高壓開關聯跳，故保留原鍋爐主保護PLC控制器中的MFT跳閘回路不變。 

（3）原有的引風機跳閘回路中增加了高壓變頻器重故障聯跳引風機功能，從而保證在變頻方式下變頻跳閘聯跳引風機，工頻方式下該條件被閉鎖。 

引風機變頻控制的流程如圖1所示。