國電康平發電****1、2號爐
600mw機組引風機電機變頻改造
施工方案
批准：審定：
審核：初審：
編制：李超
2023年12月10日
引風機電機變頻改造
施工方案
一、 高壓變頻器的必要性
目前降低廠用電率，降低發電成本，提高上網電能的競爭力，已成為各發電廠努力追求的經濟目標。近幾年電網的負荷峰谷差越來越大，頻繁的調峰任務使部分輔機仍然執行在工頻狀態下，造成大量電能流失。電廠主要用電裝置如引風機等高能耗裝置，其輸出功率不能隨機組負荷變化而變化，只有通過改變檔板或閥門的開度來調整，造成很大部分能量消耗在節流損失中。
為了提高發電機組的生產效率、降低能耗以及系統的綜合可靠性，送風機、給水幫浦的驅動系統擬採用全數字交流高壓變頻器實施控制。高壓變頻調速系統是直接串聯於高壓電源與高壓電機之間的變頻調速裝置，以其現場改造、安裝方便以及安全、良好的執行效能正快速的替代其它調速產品，全面的進入到電力行業的節能改造專案中。利用高壓變頻調速技術的目的是改變裝置的執行速度，以實現調節現場工況所需風壓、風量的大小，大大提高了系統的自動化程度，既滿足了生產要求，又達到了節約電能，並且減少了因調節擋板而造成擋板和管道的磨損以及因經常停機檢修所造成的經濟損失，同時使維護量大大降低，為發電廠可帶來了可觀的效益，切實響應了國家節能降耗的號召。
二、改造工程的內容：
1． 現場建高壓變頻間，變頻間安裝四台harsvert-a工、變頻並接高壓變頻器高壓變頻成套櫃。
2． 原工頻兩根電纜敷設引致變頻間內的變頻櫃。
3． 敷設變頻器至電源轉接箱內的工、變頻四根電纜。
4． 敷設兩根電源轉接箱至引風機電動機的變頻電纜。
三、 系統方案說明：
本次改造主要涉及以下幾方面：系統主迴路控制方案、高壓變頻器配置引數、變頻器系統控制方案、現場施工方案、散熱方案。本專案還涉及到土建施工、電氣安裝、高壓電氣試驗和工藝的除錯等工作，我們將相關環節介紹如下：
基本原理：它是由3個高壓真空接觸器km1~km3和2個高壓隔離開關qs1和qs2組成（見左圖）。要求km1、km2不能和km3同時閉合，在電氣上實現互鎖。
變頻執行時，km1和km2閉合，km3斷開；工頻執行時，km3閉合，km1和km2斷開。
詳細介紹：
1） 真空接觸器分別選用ge(cr193f-07m)。
2）進線端裝有高壓帶電顯示裝置；
3）照明燈為櫃門式照明燈；
4）避雷器採用三相組合式；
5）外加輸入、輸出端子；分別有km1、km2、km3及工頻、變頻的狀態指示。
6）外形尺寸：1200mm×1200mm×2320mm
優點:在變頻器出現嚴重故障時，負載能夠自動轉入工頻電網中，切開變頻調速系統，並且負載不用停機；另外可以在旁路執行的情況下斷開qs1和qs2檢修變頻器。
系統控制方案：
引風機變頻器受dcs控制時分自動和手動兩種方式。手動狀態時，執行人員通過改變dcs操作畫面控制變頻器轉速，實現煙氣氧量的調節。自動控制時，正常情況下，變頻風機作為執行風機長期運轉，調節器發出風門全開指令，由變頻器接受遠端調節器的自動轉速控制訊號，調整風機轉速滿足機組不同負荷的要求。
當變頻器故障跳閘時，經判斷為變頻器內部故障，而引風機、電機均正常的情況下，可以手動切換到工頻狀態，最大可能的降低變頻跳閘後工頻執行對系統的影響。
高壓變頻器和現場dcs控制系統硬接線連線的介面如下：
1.變頻器需要提供的開關量輸出6路：
(1) 變頻器待機狀態指示：表示變頻器已待命，具備啟動條件。
(2) 變頻器執行狀態指示：表示變頻器正在執行。
(3) 變頻器控制狀態指示：節點閉合表示變頻器控制權為現場遠端控制；節點斷開表示變頻器控制權為本地變頻器控制。
(4) 變頻器輕故障指示：表示變頻器產生報警訊號。
(5) 變頻器重故障指示：表示變頻器發生重故障，立即關斷輸出切斷高壓。
(6) 電機在工頻旁路：表示電動機處於工頻旁路狀態。
以上所有數字量採用無源接點輸出，定義為接點閉合時有效。除特別註明外，接點容量均為ac220v、3a/dc24v，1a。
2. 變頻器需要提供的模擬量2路：
(1) 變頻器輸出轉速
(2) 變頻器電機電流
變頻器提供2路4～20madc的電流源輸出（變頻器供電），帶負載能力均為250ω。
3. 需要提供給變頻器的模擬量1路：
(1) 變頻器轉速給定值
現場提供1路4～20madc二線制電流源輸出，帶載能力必須大於250ω，4～20madc對應轉速低高限，須呈線性關係。
4. 需要提供給變頻器的開關量有2路：
(1) 啟動指令：幹接點，3秒脈衝閉合時有效，變頻器開始執行。
(2) 停機指令：幹接點，3秒脈衝閉合時有效，變頻器正常停機。
變頻器與現場電源開關櫃介面
1. 變頻器給高壓開關櫃的有2路：
(1) 高壓緊急分斷：變頻器出現重故障時，自動分斷高壓開關，閉點有效。
(2) 高壓合閘允許：變頻器自檢通過或系統處於工頻狀態，具備上高壓條件，閉點有效。
以上所有數字量採用無源接點輸出，定義為接點閉合時有效。除特別註明外，接點容量均為dc220v，3a。
2. 高壓開關櫃給變頻器的狀態訊號1路：
高壓開關分閘訊號：高壓開關處於分斷時，輔助節點閉合；1個。
變頻器支援與現場進行modbus，profibus，tcp/ip通訊形式；
如果現場要求，變頻可自配上位機，進行遠方變頻監控；
系統保護：
輸入迴路帶浪湧吸收保護。
變壓器允許過負荷能力符合iec乾式變壓器過負荷導則及相應國標要求。
每個功率單元帶輸入熔斷器保護。
變頻裝置有過電壓，過電流，欠電壓，缺相，變頻器過載，變頻器過熱，電機過載等保護功能變頻。
(1) 過載保護。電機額定電流的120%，每10分鐘允許1分鐘，超過則保護。
(2) 過流保護。變頻器輸出電流超過電機額定電流的150％，3s保護；額定電流200%，在10微秒內保護。
(3) 過壓保護。檢測每個功率模組的直流母線電壓，如果超過額定電壓的115%，則變頻器保護。此保護實際上包括了對電網電壓正向波動的保護。
(4) 欠壓保護。檢測每個功率模組的直流母線電壓，如果低於欠壓保護定值，則變頻器保護。此保護實際上包括了對電網電壓負向波動的保護。
(5) 過熱保護。包括兩重保護：在變頻調速系統櫃體內設定溫度檢測，當環境溫度超過預先設定的值時，發報警訊號；另外，在主要的發熱元件，即整流變壓器和電力電子功率器件上放置溫度檢測，一旦超過極限溫度（變壓器130℃、功率器件80℃），則保護。
(6) 缺相保護。缺相保護設定在每個功率模組上。當變頻器輸入側掉相系統發出報警訊號,並保護；功率模組的保險熔芯熔斷缺相時，系統會發出報警訊號。
(7) 光纖故障保護。當控制器與功率模組之間的連線光纖出現故障時，會發出報警訊號並保護。
以上故障，均在中文使用者介面上指定故障確切位置，便於使用者採取應對措施。
變頻裝置有隔離變壓器溫度過熱保護。
變頻器上口的開關櫃必須按照8-10倍額定電流設定速斷保護值，確保躲過激磁
湧流。四、 施工順序：
1．前期準備：
● 將改造所需的裝置、材料、元件、工具等準備好；
● 進廠施工人員做好安全、技術培訓，辦理現場施工工作票；
● 改造之前，將引風機斷電，並在控制櫃櫃門上掛上「禁止合閘，有人工作」警示牌；合上引風機開關櫃接地刀閘。
2. 電纜橋架安裝：
1）安裝灰鬥間與變頻間段空缺的電纜架空橋架；
2）安裝變頻間與轉接箱段空缺的電纜架空橋架；
3．電纜敷設：敷設集控與變頻間間控制電纜；敷設6kv母線室開關與變頻間間高壓電源電纜2根約800公尺；敷設變頻間與轉接箱間3×185高壓電纜、3×185高壓變頻電纜2根各約200公尺；敷設轉接箱至電動機3×185高壓變頻電纜2根約20公尺。
4．電纜頭製作：
1）變頻器電源進線電纜頭製作；電纜耐壓。
2）變頻器負荷高壓變頻電纜電纜頭製作；電纜耐壓。
3）變頻器負荷高壓工頻電纜電纜頭製作；電纜耐壓。
4）轉接箱進線高壓變頻電纜電纜頭製作；電纜耐壓。
5）轉接箱進線高壓工頻電纜電纜頭製作；電纜耐壓。
6）轉接箱出線高壓變頻電纜電纜頭製作；電纜耐壓。
5. 變頻器電源進線、變頻器負荷高壓變頻電纜、變頻器負荷高壓工頻電纜、轉接箱進線高壓變頻電纜、轉接箱進線高壓工頻電纜、轉接箱出線高壓變頻電纜連線。
5. 變頻器除錯及工、變頻轉換除錯；
6．引風機電動機整體試運。
一、 高頻電源改造工程的人員安排
1． 工程雙方設立該工程負責人，對工程進度、工程質量負責；
2． 工程人員安排表（現場施工負責人2名；現場裝置安裝8名；裝置、軟體除錯1名；）。
二、 質量控制措施:
1． 組織現場人員認真學習施工方案及措施，施工前由負責人下達電氣裝置技術交底單，寫出安裝重點和技術質量要求，作業人員分工明確。
2． 每完成一項分項工程先進行自檢，合格後，方可邀業主單位進行交接驗收，並填寫驗收單。
3． 遵循誰施工誰負責質量的原則，發現現場安裝人員在施工過程中違反操作規程，不按圖紙施工，必須及時糾正和制止，如造成不良後果的嚴肅處理。
4． 施工過程中，要注意已安裝的工藝裝置的成品保護工作。
5． 在安裝工程的全過程中，要注意各種質量資料的收集整理工作，以確保竣工檔案的準確性、科學性及完整性。
三、 安全保障措施：
1. 施工前，現場施工人員必須進行崗前安全培訓，重要工序必須有安全監護人或安全員在場。
2. 現場施工人員要嚴格按照技術、安全交底的內容，按照公司的《操作規程》進行施工，嚴禁違章作業。
3. 進入施工現場的人員必須戴安全帽，操作人員還應穿戴好防護用具，特種作業人員必須持證上崗，現場嚴禁拋接物品。
4. 現場使用的一切電氣裝置均應設防護裝置加設漏電保護開關，設專職電工定期檢查和維護，裝置應完好安全。
5. 重要的現場施工裝置使用後，應及時收回並妥善保管，並交有專人負責。
6. 上下腳手架必須走安全梯。安全梯必須搭設有足夠的強度和穩定；電纜溝內作業要有臨時照明裝置，電壓應符合要求。
7. 現場施工人員應當遵守國家、電廠和公司制定的施工法規，遵守業主單位制定的安全施工制度。
四、 文明施工：
1. 施工現場材料碼放整齊，並經常保持整潔衛生。
2. 施工現場嚴禁吸菸，不隨地便溺，不准隨意燃放物品。
3. 使用文明語言，不做不文明舉止，不打架鬥毆，禁止酒後施工。
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