淺談電廠給粉機變頻器低壓跳閘問題的幾種解決辦法

摘要：通過分析變頻器低電壓跳閘的原因，提出解決電廠給粉機低電壓跳閘問題的幾種辦法，并比較其優劣，給解決此類問題提供了思路。

關鍵詞：給粉機 變頻器 低壓跳閘 主備用電源 直流電源交流不間斷電源

0 引言

隨著電力電子技術的發展，變頻器以其調速精確、使用簡單、保護功能齊全等優點基本完全取代傳統的調速控制裝置而在電廠中間倉儲式制粉系統的給粉機上得到廣泛應用，但由于國內某些工廠的電網電壓不穩定，導致變頻器在使用中產生了新的問題——變頻器低壓保護跳閘。這種跳閘會因為變頻器的保護設置不同而表現為過流保護或低壓保護。但其原因都是因為電網低電壓引起的。低電壓通常都是短時的，主要是因為電源晃電或備自投切換時間過長。引起電源晃電的原因很多，如主電網側的電壓波動、負荷不平衡、雷擊、電力切換等原因，負載側的大型設備啟動和應用、線路過載等原因。電廠給粉機變頻器在遇到廠用電壓瞬時低于變頻器的低電壓保護值(根據變頻器的型號不同該值也不同)時變頻器停機，導致給粉機停機，同時會給FSSS(鍋爐安全監控系統)發出給粉機停止的開關量信號，這樣會導致FSSS系統的MFT動作。因為給粉機變頻器低壓保護跳閘而引起的非計劃停爐，給電廠帶來很大的經濟損失，也是目前電廠面臨的比較大的問題，只有很好的解決該問題才能保證電廠安全、可靠、高效的正常運行。

1 變頻器低電壓跳閘的原因

變頻器是由整流器、逆變器通過中間的直流環節聯結組成的，如圖1變頻器的電壓檢測元件都設置在直流環節，變頻器低電壓是指其中間直流回路低電壓(即逆變器輸入電壓過低)。一般的變頻器都具有過壓、失壓和瞬間停電的保護功能。變頻器的逆變器件為GTR時，一旦失壓或停電，控制電路將停止向驅動電路輸出信號，使驅動電路和GTR全部停止工作，電動機將處于自由制動狀態。逆變器件為IGBT時，在失壓或停電后，將允許變頻器繼續工作一個短時間td，若失壓或停電時間totd，變頻器自我保護停止運行。一般td都在15～25ms，只要電源“晃電”較為強烈，to都在幾秒鐘以上，變頻器自我保護停止運行，使電動機停止運行。

2 給粉機變頻器低壓跳閘問題的主要解決方法

要從根源上杜絕和制止晃電基本上是無法實現的，目前火電廠解決這一問題采取的辦法主要有以下幾種：

2.1 為給粉機主、備用電源配置高速切換的靜態電子開關目前電廠為給粉機主、備用電源配置的雙電源切換開關切換時間大多在1S以上，這根本無法滿足變頻器電源切換的要求。要滿足給粉機變頻器毫秒級切換的要求，需要為給粉機變頻器配置高速切換的靜態電子開關，當然這還需和上級廠用電源的廠用電快切裝置配合使用。

這樣可避免因電源切換造成的給粉機變頻器失壓跳閘這類問題的發生，但是如果是整個電源(包括備用電源)系統的長時間大幅度波動，這種辦法仍無法避免給粉變頻器低電壓跳閘。

2.2 為FSSS系統的給粉機設置全停邏輯延時(2～5S)，給粉機變頻器設置快速重啟動，等待電壓恢復后給粉機變頻器重啟動這種做法既違反了電廠管理規程，又不能從根本上消除爐膛在晃電時的安全隱患。延時短，不可避免地造成停爐；延時長，有可能發生更嚴重的爆燃事故，延時簽字人員還要為事故埋單。

2.3 用直流電源做為變頻器的備用電源 變頻器的雛形是直流變頻器，交流變頻器只是在直流變頻器的前端加上了整流器。變頻器的控制電源和作功電源都來自于變頻器內部的直流母線。新型變頻器都有直流母線端子。

將給粉機的主、備用電源通過開關分別接入變頻器交流輸入端和直流母線上，正常工作時將兩路電源同時投入，正常工作時交流電源提供變頻器驅動電機的能量，同時為直流電源的蓄電池充電。一旦交流電源中斷或電壓下降，直流電源將會給變頻器直流母線供電，維持變頻器的正常運行，在變頻器故障或收到相關保護信號時又能快速斷開直流電源，確保系統的安全可靠工作。

這是目前解決變頻器低壓跳閘問題的最好辦法，目前已有專業的公司開發出成套的裝置及系統，臺灣宏瑞的dc-bank系統，南京國臣的抗晃電系統等等。

3 為變頻器接入在線UPS

變頻器的控制電源由UPS提供已有成熟的使用經驗，但采用大型UPS為變頻器提供動力電源的方案目前使用不多，因為動力用UPS容量大、轉換效率低、保護級別高、投資成本高，目前只在極少數電廠使用這種方式。

但隨著大型UPS價格的降低，以及UPS具有成熟的電源管理的軟硬件系統，這種方式的使用會越來越多。

綜上所述，以上四種給粉機變頻器低壓跳閘問題的主要解決方法，第一、二兩種只能解決一部分問題，使用時和三、四兩種方法配合使用效果會更好。

三、四兩種方法任意采用一種都可從根本上解決給粉機變頻器低壓跳閘的問題，使用者可根據技術經濟比較來確定采用那一種方法。