1  引言
　　山西阳光发电有限责任公司1#机组设计出力(燃煤)为300MW，机炉配有两台AN-28静叶可调轴流式引风机，额定风量928800m3/h，全压为3196Pa，配用YKK800-8-W型电动机，额定功率2000kW、额定电压6kV、额定电流254A，无调速装置只能靠改变风机的静叶的角度来调节风量。
　　由于发电厂的发电负荷一般在50%~100%之间变化。引风机不能调速，只能靠改变风机的静叶的角度来调节风量，造成了很大的节流损失，其设备效率仅在40%~60%，两台电动机功率消耗达到800kW~1200kW，是电动机额定容量的47%~62%，而调节性能也不能满足锅炉燃烧能力及稳定性运行需要，所以有必要对引风机进行节能和调节性能改造，来满足机组整体调节性能需要。
　　变频调速装置可以优化电动机的运行状态，大大提高其运行效率，达到节能目的。过去受价格、可靠性以及容量等因素的限制，在我国风机市场上一直未能得到更广泛的应用。近年来，随着电力电子器件和控制技术的迅速发展，变频器的价格不断下降，可靠性不断增强，且模块化的设计使变频器的容量几乎不受限制，高压大容量变频器已逐步广泛应用。 
　　本次我厂在1#机组的引风机上，采用了两套高压变频器，利用变频器来改变电动机的转速，以此来调节引风机的风量和风压。采用的高压变频器为北京利德华福电气技术有限公司生产的HARSVEST-A电压源型全数字控制变频器，型号:HARSVEST-A06/220、形式:高-高、容量:2250kVA、额定电压:6kV、额定电流:220A、最高频率:50Hz。改造工期从2005年5月底-2005年6月初共40天，与1#机组大修后同步启用，1#机组引风机高压变频装置于2005年6月10日正常投运。

　　2  高压变频调速系统应用情况
　　2.1 高压变频器的组成
　　北京利德华福电气技术有限公司的高压变频器由变压器柜、功率柜、控制柜三个部分组成。为单元串联多电平结构
　　2.2 高压变频器与现场接口方案
　　北京利德华福电气技术有限公司的高压变频器的控制部分由高速单片机、工控PC和PLC共同构成;单片机实现PWM控制。工控PC提供友好的全中文WINDOWS监控和操作界面，同时可以实现远程监控和网络化控制。内置PLC则用于柜体内开关信号的逻辑处理，可以和用户现场灵活接口，满足用户的特殊需要。该变频器使用西门子的PLC中的S7-200，具有较好的与DCS系统接口能力，根据风机的特性运行要求以及变频器控制的具体要求采取了相应控制方案。
　　(1) DCS系统与变频器的接口方案
　　DCS系统与变频器之间的信号总共有11个，其中开关量信号9个，模拟量信号有2个。(以A引风机为例，B侧对应为07改08)如表1所示。
　　(2) 电缆敷设及所用材料
　　引风机变频器送往DCS系统MC柜的开关量信号电缆共用14芯;DCS系统RC柜送往引风机变频器的开关量信号电缆共用4芯;DCS系统送往引风机变频器的模拟量信号电缆及引风机变频器送往DCS系统MC柜的模拟量信号电缆共用4芯。DCS系统内部电缆需800m，如表2所示。
　　共使用模件:DCS控制模件6DS1412-8RR两块，6DS1717-8RR两块，6DS1723-8BB模件一块。
　　(3) DCS画面增加以下内容
　　为实现对变频引风机的启停控制及转速调节，在DCS画面上增加:
　　l 变频器启停操作功能块  ，用于远方启停变频器;          
　　l 变频器转速控制功能块   ;
　　l 变频器轻故障报警块□W、重故障报警块□A; 工频旁路状态□FF。
　　2.3 高压变频运行方式及控制逻辑
　　正常情况下，风机以变频方式启动，及两台变频器运行方式，考虑到变频器可能有故障，还具备了一台变频一台工频的运行方式和两台工频的运行方式。
　　变频器运行方式分为就地控制及远方控制两种。就地控制状态时，DCS输出的转速命令信号(C0701TRS )跟踪变频器转速反馈(C0701TRSG )。就地控制时，对变频器远方操作无效。
　　变频器受DCS控制时分自动和手动两种方式。手动状态时，运行人员通过改变画面转速控制块控制变频器转速，实现负压的调节。
　　(1) 引风机变频器启动的允许条件
　　由于变频器启动的前提为引风机电机高压开关必须合闸及S07.1/S08.1 启动反馈为1。而原有的引风机启动的条件继续在整个逻辑中起作用，及原有的风机启动条件保留下来作为引风机变频器的允许条件。
　　另外考虑到变频器就地的实际条件加入了变频器就地送来的就绪信号:
　　S0701.RD和S0801.RD及A、B引风机变频就绪作为启动的另一启动条件。
　　在变频器远方启动的调试过程中发现由于变频器转速设定块中的命令可能在一个较高的转速位而这是启动变频器必然会对炉膛负压有一个较大扰动,而且容易造成运行误操作,所以在启动中加入的命令必须小于30%的限制。
　　总结A、B引风机变频器启动必须具备以下3个条件:
　　l 引风机A、B的高压部分S07-1、S08-1的启动反馈为1。
　　l 引风机A、B的变频器就地从其PLC送来的启动就绪开关:S0701-RD、S0801-RD为1。
　　l 引风机A、B的变频器的转速设定值C0701TRS、C0801TRS的输出小于30%。
　　(2) 引风机变频器转速调整的自动方式
　　A、B变频器转速自动的开关量部分:当引风机静叶投入自动及闭锁A、B变频器转速投自动，同时当偏差回路中形成值超过一定值(暂定为50%)自动切除自动。C04-P90信号发故障则发传感器故障退出自动。当炉膛负压低一值PS0921触发时延时3s后闭锁转速增加，当炉膛负压高一值PS0925触发时延时3s后闭锁转速减少。
　　A、B变频器转速自动方式的模拟量部分:由于调节对象与的引风机静叶自动一样，所以将原有的偏差形成回路直接引出作为现有的变频调节的偏差作用于现有的引风变频控制。并就变频器的特点加入了结合转速的平衡回路，将两侧的出力保持平衡。同时也独立的加入其单双风机变频方式的增益回路，由于原有的偏差形成回路中包含了总风量的前馈部分，故在新的变频转速回路中就不在增加，考虑到一旦发生单台引风机变频跳闸，又不能恢复变频方式运行，将原有的挡板控制回路中的电流平衡回路改为位置反馈平衡回路，同时将另一台引风变频逐步加到最大后投入引风自动方式。
　　(3) 引风机变频涉及相关跳闸保护方面
　　单侧风机的变频跳闸联跳相应一侧的送风机。并联关相应挡板及静叶的逻辑不变。
双侧风机的变频跳闸后由于相应的S07.1和S08.1的高压开关联跳故保留原S5中的MFT跳闸回路不变。
原有的引风机跳闸回路中加入了相应的变频器重故障S0701-A/S0801-A与上S0701-FF/S0801-FF的非去跳相应的风机。及保证在变频方式下变频跳闸联跳风机。工频方式下该保护被闭锁。
　　2.4引风变频自动参数整定试验
　　启动A、B引风机的变频器，将C04-1与C04-2的静叶开至100%将炉膛负压设为—50Pa;启动A、B送风机后并将其动叶C03-1、C03-2的开度至10%将A、B引风机变频在最低转数225r/min下将引风变频同时投入自动,先进行定值扰动，将设定值进行20%变化的扰动试验，对自动变化进行记录;针对压力调节的特性，先将积分时间放到较大为4min，比例系数放到0.3逐步改变比例系数,用临界比例带法,进行参数设定.出现调节的等幅震荡后根据临界比例带的算法，先进行初设，有一个基本的参数:P=0.025,Ti=100s。
　　将A、B送风机并将其动叶C03-1、C03-2的开度，按每10%的开度上行程试验观察炉膛负压的变化情况记录偏差大小以及偏差消除时间，完成后进行下行程试验用A/B送风机的动叶进行扰动试验。
　　通过改变其中一个的开度30%,观察引风机变频的转数的变化情况以及负压的响应时间，在做送风机的动叶进行扰动试验，每10%的开度上行程试验观察炉膛负压的变化情况记录偏差大小以及偏差消除时间，以及变频器的命令输出和转速的实际值，完成后进行下行程试验,核定单双风机运行的比例增益。
　　模拟MFT动作条件,在送风机并将其动叶C03-1、C03-2的开度在50%的情况下, 观察炉膛负压的变化,以及灭火后引风超弛环节的动作情况进行完自动试验后，将有关引风机变频的联锁在引风变频投入自动的进行一次实际动作试验，在试验过程中，还进行将送风机单侧拉掉，仿真运行中单侧送风机掉闸后变频自动是否能够将负压控制到满意的范围。
　　锅炉的安全运行是全厂动力的根本保证，虽然变频调速装置可靠，但一旦出现问题，必须确保锅炉安全运行，所以必须实现工频—变频运行的切换。一旦一台引风机变频故障，无法在短时间内恢复，需要引风机自动控制改变由原先的静叶来调整，在此背景和需要下，必须对一台引风机变频停掉，开大另一台引风机变频，并将原引风机自动(静叶)投入进行相应的扰动，经过试验，对其中的一些参数进行调整和修改。

　　3  经济综合测试评价
　　3.1 节能效益明显
　　表3是1＃机组引风机变频器运行后，6月10日至16日生产数据与2#、3#、4#机组的比较。
　　通过上表数据对比，从节电率分析，在四个机组发电负荷相同情况时，1#机组两台引风机每天平均耗电量16431kW.h，2#、3#、4#机组两台引风机每天平均耗电量32450kWh，节约电量16019kWh，节电率为49.37%。

　　3.2 投资和回收年限估算
　　两台引风机节电费用，按全年运行7200h的日负荷分布统计，使用两台变频调速引风机，与以往的静叶调节相比较，经计算，全年可以节省4805700kWh。按发电成本电价0.20元/kWh计算，4805700kWh×0.20元/kWh=961140元。
两台变频器的总投资费用，包括安装费用和土建费用约为440万元左右，则需要4年左右时间回收。

　　4  结束语
　　综上所述，变频装置在电厂应用大有作为，是今后的技术发展方向，不仅是节能明显，更主要是调节性能好，同时也改善了风机和电动机的使用寿命。相信随着高科技技术发展趋势，制造成本不断下降，新的产品不断问世，高压变频装置的结构将会大大简化，并会减少元器件，提高变频装置的可靠性。