1  引言
    隨著節(jié)能降耗建設節(jié)能性社會日益深入人心，高壓大功率變頻調(diào)速技術的日益成熟，變頻調(diào)速技術在火電廠逐漸得到了廣泛應用。近年來在送、引風機上的應用比較普遍，但應用中為確保可靠性多選用手動工頻旁路系統(tǒng)，實踐證明這一方式雖有一定作用，但卻有著重大缺陷，其主要問題是切換時必須停止風機運行。而停止風機運行，則將減少30%-40%鍋爐出力，直接影響發(fā)電量，造成電量損失。

    為確保風機在變頻調(diào)速狀態(tài)下能夠無擾動的、平穩(wěn)的、切換到工頻調(diào)速狀態(tài)下和在工頻運行狀態(tài)下，無擾動的、平穩(wěn)的、切換到變頻運行狀態(tài)下，是非常必要的。日常維護保養(yǎng)和故障處理，均需要這一功能。

2  引風機變頻調(diào)速的主要技術要求
    引風機是火電廠鍋爐機組的重要輔機，一般每臺爐安裝兩臺，同時運行，每臺風機一般能滿足鍋爐額定出力60%的風量需要。為了確保汽輪發(fā)電機組穩(wěn)發(fā)滿發(fā)，鍋爐機組則要保持出力穩(wěn)定。要保持鍋爐機組出力穩(wěn)定，引風機則必須保持穩(wěn)定。從安全滿發(fā)的角度要求，引風機一刻都不能停止運行，停止運行就將造成減負荷，就要減少發(fā)電量，就將造成故障和影響發(fā)電企業(yè)效益。這一客觀要求，對鍋爐引風機提出了如下重要技術指標。
（1）可靠性要求。用戶對電能的質(zhì)量要求是連續(xù)、穩(wěn)定和可靠的。發(fā)電廠的汽輪發(fā)電機組和鍋爐機組的運行，則必須是連續(xù)、穩(wěn)定和可靠的。這就要求鍋爐引風機必須安全穩(wěn)定，其可靠性必須是*。
（2）可調(diào)解性要求。鍋爐機組的燃燒狀況是變化的。隨著電網(wǎng)的需要機組的負荷也要發(fā)生變化，鍋爐機組隨時需要調(diào)整，因此鍋爐引風機也要隨著鍋爐出力和燃燒狀況進行調(diào)節(jié)。
可靠性和調(diào)節(jié)性是引風機變頻調(diào)速的重要技術指標。

3   不同工頻旁路切換方式比較
    為確保引風機變頻運行的可靠性，生產(chǎn)改造和新建擴建項目中均設計有工頻旁路系統(tǒng)，其切換方式有二，一為刀閘切換的手動旁路系統(tǒng)，一為開關切換的自動旁路系統(tǒng)，現(xiàn)對兩種切換方式的優(yōu)缺點比較如下：
（1）刀閘切換的手動旁路系統(tǒng)   
    刀閘切換的手動旁路系統(tǒng)的主要優(yōu)點是初投資較省；其缺點是只能在斷開引風機電源開關，停止引風機運行的情況下進行變頻切工頻或工頻切變頻操作。*滿負荷運行條件下，是不允許停止一臺引風機的。只能在低負荷且經(jīng)過系統(tǒng)調(diào)度允許時才能進行，否則將影響負荷造成故障或事故。運行中停止一臺引風機進行切換，至少要減少鍋爐出力30-40%,亦即將影響發(fā)電機出力30-40%，這是運行中所不允許的。這是刀閘切換手動旁路系統(tǒng)的致命缺陷。
（2）開關切換的自動旁路系統(tǒng)    
    開關切換的自動旁路系統(tǒng)，主要缺點是初投資較高（只是開關與刀閘的價差）其優(yōu)點是能夠?qū)崿F(xiàn)運行中變頻切工頻和工頻切變頻，這一切換過程是平穩(wěn)的，無擾動的，不影響風機運行，不影響鍋爐負荷的，是*適應引風機安全經(jīng)濟運行需要的，是值得推廣應用的。

    實現(xiàn)變頻與工頻的自動切換的關鍵技術是切換過程中的同期問題，只有具有飛車啟動功能的變頻器和工頻變頻切換控制軟件系統(tǒng)，才能實現(xiàn)變頻與工頻的自動切換。

4  東方日立變頻器能夠?qū)崿F(xiàn)工頻變自動切換
    發(fā)電廠鍋爐引風機傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方式是擋板調(diào)節(jié)、雙速電機配合擋板調(diào)節(jié)、液力偶合器調(diào)節(jié)。近年來某些運行中的火電廠（國電朝陽發(fā)電廠、富春江熱電廠、四川白馬電廠、大唐淮北電廠、國電云南宣威發(fā)電公司等）從降低引風機單耗，降低廠用，提高調(diào)節(jié)精度出發(fā)，陸續(xù)進行變頻調(diào)速改造，收到了較好效果。但新建、擴建電廠在變頻器的應用上還有著距離和誤區(qū)。（這主要是缺乏相應行業(yè)標準，片面考慮初投資，不考慮投運后年運行費對企業(yè)經(jīng)濟效益的影響所造成的）大唐長春第二熱電有限責任公司三期擴建設計中，對雙速電機、液力偶合器和變頻器進行了充分比較論證結(jié)論是：“從降低引風機單耗，降低年運行費用，降低發(fā)電成本，從“大力節(jié)約能源資源，加快建設資源節(jié)約型社會”考慮選用變頻器進行引風機調(diào)節(jié)是經(jīng)濟的，是可取的”。從而決定引風機選擇變頻調(diào)速。

    高壓變頻器國內(nèi)品牌眾多，歸結(jié)起來按其輸出電壓方式分可分為高高型和高低高型；按其中間環(huán)節(jié)類型分可分為電壓源和電流源型；按其電路結(jié)構(gòu)分可分為三電平、SCR/SGCT電流源逆變器型和功率單元電壓串聯(lián)結(jié)構(gòu)型。究竟哪種類型更適合應用到引風機變頻調(diào)速呢？經(jīng)過比較東方日立生產(chǎn)的DHVECTOL-HI、DHVECTOL-DI高高型單元串聯(lián)多電平電壓型變頻器，其主要技術特點是：整體效率高，可達97%（含輸入移相變壓器）；輸入電流諧波＜4%，輸出電流諧波＜2%，無諧波傷害，對電機和電纜絕緣無損傷；魯棒型無速度傳感失量控制；125%  1分鐘過載能力；中、英文語言界面；滿載輸出可以承受30%的電網(wǎng)電壓下降繼續(xù)運行；瞬停再啟動功能，允許瞬停時間≤5秒；飛車啟動功能，電動機不帶電惰走時，可自動啟動運行；工頻自動旁路功能，即工頻變頻可實現(xiàn)互切，且連鎖風機擋板保持爐膛負壓穩(wěn)定在允許范圍，這一功能是引風機變頻調(diào)速所*的。

5   工頻自動旁路系統(tǒng)的設計和應用
   應用DHVECTOL-HI、DHVECTOL-DI變頻器和東方日立工頻變頻互切控制軟件設計了工頻自動旁路系統(tǒng)如下圖：

工頻自動旁路接線圖
    其主要功能是變頻切工頻，工頻切變頻，切換過程中聯(lián)鎖風機擋板至相應位置且保持爐膛負壓穩(wěn)定在允許范圍。

5.1工頻自動旁路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及動作說明：
（1） QS1、QS2為隔離開關；QF1、QF2為真空斷路器；KM1為真空接觸器。
（2） QS1、QS2與QF1、KM1閉鎖，即QS1、QS2斷開時，QF1、KM1合不上。
（3） QF2和KM1互鎖，QF2和QF1不互鎖。
（4） 變頻切換工頻過程：先斷QF1，再斷KM1;然后合QF2，電機工頻運行，檢修變頻器時斷刀閘QS1、QS2。
（5） 工頻切換變頻過程：先合刀閘QS1、QS2，然后合QF1，再斷QF2,zui后合KM1,電機變頻運行。

5.2工頻變頻切換框圖
（1）變頻工頻手動切換原理框圖

 
（2）變頻工頻自動切換原理框圖
 
5.3  工變頻互切程序
5.3.1手動切換程序
（1） 變頻切工頻
    當前吸風機為變頻運行方式，欲切至工頻方式運行，首先切除爐膛負壓自動，手動逐漸增加變頻器轉(zhuǎn)速給定指令，同時關吸風機擋板門，在此過程中必須保持爐膛負壓在規(guī)定的范圍內(nèi)，直至吸風機轉(zhuǎn)速達到工頻額定轉(zhuǎn)速，此時手動停止變頻運行，啟動工頻運行，工頻啟動正常后，爐膛負壓采用調(diào)整擋板開度控制，切換完畢。

（2）工頻切變頻
    當前吸風機為工頻運行方式，欲切至變頻方式運行，首先切除爐膛負壓自動，手動控制，先將變頻器轉(zhuǎn)速給定指令增加至工頻額定轉(zhuǎn)速，停止工頻運行，啟動變頻運行，當轉(zhuǎn)速達到額定值時，手動逐漸開擋板門，同時相應減小變頻給定指令，此過程必須保持爐膛負壓在規(guī)定的范圍內(nèi)，當擋板門全開時，切換完畢。

5.3.2、自動切換程序
（1）變頻故障切工頻
    故障切換于變頻故障停機時切工頻，此方式應設置“變頻故障聯(lián)鎖工頻”按鈕，變頻運行方式時投入此按鈕，當變頻器故障跳閘信號傳送至DCS系統(tǒng)中時，DCS系統(tǒng)自動啟動工頻，工頻啟動過程中DCS系統(tǒng)自動關擋板門，在關擋板門過程中維持爐膛負壓在規(guī)定范圍內(nèi)，切換結(jié)束后切除“變頻故障聯(lián)鎖工頻”按鈕。

（2）工頻自動切換至變頻
    工頻自動切換至變頻，投入“自動切換按鈕”，DCS系統(tǒng)切除爐膛負壓自動，進入工頻自動切變頻狀態(tài)，先將變頻轉(zhuǎn)速給定升至額定轉(zhuǎn)速，停止工頻運行，啟動變頻運行，當轉(zhuǎn)速達到額定值時，自動逐漸開擋板門，同時相應減小變頻給定指令，降低變頻轉(zhuǎn)速，此過程保持爐膛負壓在規(guī)定的范圍內(nèi)，當擋板門全開時，切換完畢。