變頻器在工廠供電增容改造中的使用

萬隆奎

摘要：為了提高工廠供電增容改造水平，從而提高電能質量，現以“天然氣凈化廠離心式風機及貧液泵等變頻器進行的供電增容改造”為例，在介紹變頻器內部構造的基礎上，從電氣控制方案、DCS控制策略、故障分析和解決三個方面入手，探討了變頻器在工廠供電增容改造中的具體應用。結果表明：變頻器不但能在工廠供電增容改造中發揮出重要作用，而且還可以提高凈化裝置的穩定性和可靠性，還能為相同類型項目的有效施工提供重要的依據和參考。希望通過這次研究，為相關從業人員提供有效的借鑒和參考。

關鍵詞：變頻器;工廠供電;增容改造;使用

通過將變頻器應用于工廠供電增容改造中，不僅可以實現對電機轉速的自動化調整和控制，而且離心式風機為主燃爐提供可靠的和穩定性的風量，貧液泵為吸收塔提供穩定壓力的溶液循環量，降低機械振動幅度，避免機械振動噪音污染，為提高設備運行性能打下堅實的基礎。因此，為了保證工廠供電的可靠性和持續性，有效地延長電力設備的使用壽命，如何將變頻器科學應用于工廠供電增容改造中是相關人員必須思考和解決的問題[1]。

1變頻器構造

變頻器作為一種先進的電力控制設備，主要綜合運用了應用變頻技術和微電子技術，通過對電機電源工作頻率進行自動化調節和控制，以保證交流電機的自動化控制水平。變頻器主要由以下四個部分組成;（1）主電路。主電路主要負責向電動機提供源源不斷的調壓調頻電能。主電路主要包含以下兩種類型，一種是電壓型，另一種是電流型，前者主要是指將直流電壓源轉化為交流變頻器，后者主要是指將直流電流源轉化為交流變頻器。（2）整流器。整流器主要負責將工頻電源轉化為直流電源，以達到提高變頻器可再生運轉能力的目的。（3）平波回路。平波回路主要用于對電壓波動的調節和控制，起到降低電感的作用。（4）逆變器。逆變器主要是指將直流功率轉化為用戶所需要的交流功率，同時，還要將多個開關期間進行實時導通，避免逆變器出現損壞現象。

2變頻器在工廠供電增容改造中具體應用

2.1增容改造內容

2.1.1電氣控制方案

變頻調速在具體的實施中，需要借助單元機旁路配置方式，將高壓變頻器配置于相應的單機中，然后，采用高壓隔離開關的方式，將高壓變頻器切換至相應的工頻電源，電氣控制系統原理如圖2所示。從圖2中可以看出，手動旁路柜主要由三個隔離開關組成，然后，借助借助其中一個雙刀雙擲隔離開關，完成對機械互鎖操作。

2.1.2DCS控制策略

針對離心式風機、貧液泵等設備變頻器的性能要求，根據DCS系統與變頻器之間的關聯度，確定出信號數量，經過分析，得出信號數量應設置為15個，這些信號量包含兩種信號，一種是開關量信號，另一種是模擬量信號，這兩種信號數量分別為12個、3個。為了實現對離心式風機及貧液泵等變頻器的遠程化、自動化控制，確保其轉速調節的科學性和合理性，需要將以下功能模塊添加至DCS畫面上，這些功能模塊主要包含變頻器啟停操作、變頻器重故障報警等。在進行增容改造前，需要借助PID調節器，在充分保證主燃爐壓力穩定和吸收塔壓力穩定的基礎上，對離心式風機、貧液泵等設備的執行器進行精確化計算，增容改造后，需要盡可能保留原有的模擬量控制回路，并將其設置為最終的變頻控制方案。另外，在自動控制方案下，通過科學地設置裝置相關工段的壓力，并在保證DCS畫面設定科學的基礎上，完成對偏差信號的精確化計算和統計，同時，還要根據最終的計算結果，采用PID控制器運算方式，將部分控制指令輸入到離心式風機和貧液泵等變頻器上[2]。此外，還要對變頻器輸出頻率進行自動化調整和控制，以保證離心式風機、貧液泵等轉速調控的合理性，在此基礎上，還要做好離心式風機、貧液泵等引入工作。通過開展這一工作，相關人員需要科學調整和控制指令偏置量，降低風機、貧液泵等失速的風險。此外，還要對變頻器的輸出頻率進行實時跟蹤和控制，確保風機、貧液泵等轉速的調節效果，只有這樣，才能確保裝置壓力調整工作落實到位。此外，通過對離心式風機、貧液泵等進行擴容改造，可以實現對靜葉PID參數的科學設置，確保爐膛壓力一直處于所設定的標準范圍內。

2.2故障分析和解決

離心式風機、貧液泵等變頻器在運行期間，經常會遇到頻率指令信號與顯示頻率不一致問題，為了更好地處理這一故障問題，維修人員 要從以下幾個方面入手：首先，在調試離心式風機、貧液泵等變頻器期間，采用手動設定的方式，經常出現手動設定頻率與變頻器實際顯示的頻率不一致問題。其次，通過借助DCS系統，在保證AO卡件設置操作規范性的基礎上，將卡件通道輸出功率更改為53.12Hz，在此基礎上，借助變頻器控制板，對所接受到的指令信號進行統一調整和控制，使得所設定的指令與變頻器實際接收信號保持一致，只有這樣，才能確保這一故障問題得以有效控制，從而提高變頻器的運行性能。

結束語：

綜上所述，通過對天然氣凈化廠離心式風機、貧液泵等變頻器進行增容改造后，發現離心式風機、貧液泵在變頻方式控制下下，可以最大限度地保證凈化裝置穩定運行的效果。此外，變頻轉速調節具有快捷方便、靈敏度高等特點，通過利用這種調節模式，可以確保離心式風機、貧液泵調節得以高效響應，并且實現遠程控制，從根本上解決頻率信號波動、頻率指令信號與顯示不統一、變頻器經常推出等問題，為進一步提高變頻系統的穩定性、可靠性和安全性提供有力的保障。

參考文獻：

[1]陳國柱，呂征宇，錢照明.工廠供電系統諧波狀況測試[J].電工技術，2020，26（14）：21-22.

[2]范秉勝.工廠供電系統升壓改造方式應用的效果分析[J].山東工業技術，2019，33（17）：45-46.