应用ATV71变频器有效解决给粉机变频器低电压跳闸问
ATV71、变频器、降压、不跳闸
1 引言
随着电力电子技术的发展，变频器以其调速精确、使用简单、保护功能齐全等优点逐步代替传统的调速控制装置而在火电机组燃烧系统给粉控制中得到广泛应用。但由于某些特殊条件下电源电压不稳定，变频器工作电源电压骤降，导致变频器在使用中产生了新的问题—变频器低压跳闸。一般情况下电网低电压通常都是短时的，而变频器的低压跳闸会导致给粉电机停止，给粉机全停，锅炉灭火，造成机组停运，甚至威胁电网的安全运行，危害十分严重。因此锅炉机组燃烧系统给粉变频调速控制必须要解决好变频器低压跳闸问题。
2 变频器在火电厂给粉系统的应用情况
火电厂大型煤粉锅炉的煤粉由磨煤机磨制。制粉系统分直吹式和储仓式二类。储仓式系统一般采用钢球式磨煤机，送粉采用乏气送粉或热风送粉。采用储仓式系统的锅炉，给粉量应随负荷及工况变化而改变，而改变给粉量的手段是通过改变给粉机的转速来实现的，以往的煤粉锅炉一般采用直流调速、调压调速或滑差电机等调整手段，其中以滑差电机进行调速较为普遍，此种方法存在设备复杂、操作繁琐、运行可靠性差、调速精度及线性度差、能耗高、维护工作量大等缺点。近年来，随着变频调速技术的迅速发展，变频调速器以其体积小、重量轻、可控性和可靠性高、通用性强、调速范围大、特性好及节能等优点，在电厂锅炉燃烧给粉系统中得到普遍应用。
3 变频器低电压跳闸原因
分析
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3.1 变频器低电压跳闸原因
变频器低电压主要是指中间直流回路的低电压，一般能引起中间直流回路的低电压的原因来自两个方面：
（1）来自电源输入侧的低电压
正常情况下的电源电压380V，允许误差为-15%～+10%，经三相桥式全波整流后中间直流的电压值为513V，个别情况下电源线电压较小的电压波动，也不会造成变频器的低电压跳闸，只有电网电压有效值介于额定值的80%～85%之间，并且持续时间达一个周期以上，才会引起变频器动作。电源输入侧的低电压主要是由于电网电压的波动或主电力线路切换、雷击使电源正弦波幅值受影响、电厂本身的变压器超载或负荷不平衡等。
（2）来自负载侧的低电压
这方面的原因主要是大型设备启动和应用、线路过载或启动大型电动机等。
3.2 变频器低电压跳闸原因分析
变频器是由整流器和逆变器两部分组成。通过对变频器的研究，变频器低电压指其中间直流回路低电压（即逆变器输入电压过低）。一般的变频器都具有过压、失压和瞬间停电的保护功能。变频器的逆变器功率器件分为GTR和IGBT两种，变频器的逆变器件为GTR时，一旦失压或停电，控制电路将停止向驱动电路输出信号，使驱动电路和GTR全部停止工作，电动机将处于自由制动状态。逆变器功率器件为IGBT时，在失压或停电后，将允许变频器继续工作一个短时间td，若失压或停电时间to＜td，变频器将平稳过度运行；若失压或停电时间to＞td，变频器进行自我保护停止运行。一般td都在15-25ms,而电源“晃电”时间to一般都在几秒钟以上，变频器均会自我保护停止运行，使电动机停止运行。因此解决变频器低电压跳闸问题不能从变频器固有时间td和失压时间to入手，而必须从能够承受降压的幅值着手。
4 变频器低电压跳闸解决方法
解决变频器低电压跳闸问题要掌握好两个关键点：一是要选择具备IGBT逆变器件的变频器；二是要选择在大幅度失压条件下仍能正常工作的变频器。经过大量的市场调研和相关的试验论证，施耐德ATV71变频器具备超低电压运行性能，输入电压下降到额定电压的50%时仍能正常工作，远远优于同类的其他变频器产品，其他类别变频器产品在输入电压低于额定电压85%时，均已不能正常运行工作。施耐德ATV71变频器经过现场带载试验，变频器输入电压下降到202V时，变频器仍能连续长时间稳定运行，由于电源侧的扰动幅度一般情况下不会超过55%，因此采用施耐德ATV71变频器能够有效解决变频器低电压跳闸的隐患。
5 ATV71变频器欠压功能及速度曲线的参数配置
ATV71变频器欠压功能及速度曲线的参数配置如表1所示。
表1 ATV71变频器欠压功能及速度曲线的参数配置
6 降压运行功能试验
降压运行功能试验内容如表2所示。
表2 降压运行功能试验内容
试验结论：经过对两台给粉机进行降压试验，证实施耐德ATV71变频器输入电压欠压保护动作电压值为202V。变频器输入电压降压试验过程中，施耐德变频器控制面板各项参数显示正确，各项功能正常。变频器输入电压降压试验过程中，给粉电机运行状况正常，给粉电机各运行参数正常。满足电厂锅炉燃烧给粉调速系统的运行要求。
7 ATV71变频器应用效果
大唐长春第二热电有限责任公司是国内使用变频调速装置较早的企业之一,厂内锅炉燃烧给粉系统采用的也是变频调速控制方式，在变频器使用的过程中也多次遇到了变频器低电压跳闸问题,给公司造成了巨大的经济损失，本年度应用法国施耐德ATV71变频器对锅炉给粉变频系统进行了改造，改造后进行变频器带负载实验，电源电压降至203V时，变频器输出电压及频率未发生变化，给粉机电机转速稳定不变。经过对给粉机变频器改造，应用超低电压保护的施耐德ATV71变频器，提高了燃烧系统抗电源电压冲击能力，消除了隐患，保证了机组安全稳定运行。
8 结束语
通过实验室试验和现场应用可以得出如下结论：
（1）火电厂锅炉给粉（给煤）机应用变频器实现给粉（给煤）量的调节，进而实现了锅炉负荷的调节是肯定的，是传统调节方式无法替代的法；
（2）电厂运行中雷害、系统冲击、厂用电压异常波动是不可避免的，由此造成给粉机变频器低电压跳闸，锅炉灭火其损失是巨大的；
（3）变频器低电压跳闸问题已成为威胁电厂安全生产的隐患，解决给粉机变频器低电压跳闸问题，是确保火电厂安全稳发的当务之急；
（4）施耐德ATV71变频器具有抗电压扰动和电源电压降至50%额定电压不跳闸的功能，符合电厂厂用电压波动的要求，应用施耐德ATV71变频器可以有效解决变频器低电压跳闸问题。
张文海
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