凝结水泵变频节能改造

1、凝结水泵变频节能改造冯陪一 闫福岐 冯昌 （山西省兆光发电有限责任公司 山西省霍州市031400）内容摘要: 随着国民经济的发展,节能降耗成为今后一段时期内工作的重点。大型水泵采用高压变频技术节能越来越受到重视和推广。本文针对2×300MW直接空冷火力发电机组所配置的凝结水泵变频改造的过程,从设备的配置、电气接线、热控逻辑组态、设备调试、投资效益分析以及需要注意的问题进行详细的论述,希望能起到借鉴作用。关键词: 凝结水泵、变频、节能、改造1.系统介绍1.1 设备参数: 山西兆光发电有限责任公司一期工程装机容量为2×300MW，汽轮机组为上海汽轮机厂有限责任公司制造。机组的凝

2、结水系统设计为中压系统，配装KSB厂制造的凝结水泵，驱动水泵的电机为上海电机厂制造。技术参数为: 电 动 机 参 数电动机型号YLKK500-4额定电压（U0）6KV冷却方式GQ161额定功率（Pdn）1120kW转 速（n0）1491r/min绝缘等级F额定电流（I0）124.7A功率因数0.901绝缘防护IP54凝 结 水 泵 参 数水泵额定流量912.98m3/h额定转速1480r/min额定扬程258.4m配用电机功率1120kW水泵型号NLT350400*61.2 改造前凝结水系统运行情况及简图: 凝结水泵采用定速运行，凝结水经凝泵升压后流经轴加，通过主凝结水调节阀（即除氧器上水调整

3、门，系统编号为C-1）和低加进入除氧器。调整主凝结水调节阀开度来调节凝结水量，维持除氧器水位稳定满足机组运行需要。另外凝结水还供给汽轮机低压轴封汽减温水用水，以及低压旁路减温、汽机低压缸喷水减温等用水。为防止机组低负荷运行时凝结水系统超压和凝结水泵汽蚀，还设计有凝结水再循环管路，再循环调节阀C-2配合C-1调整除氧器水位，维持系统运行正常压力。凝结水系统简图如下图: 凝结水系统简图2. 改造基本方案和设备配置2.1 改造基本方案: 一拖二自动工变频切换方案。即: 配备一台变频器，两台切换开关。通过切换开关把变频器切换到要运行的凝结水泵上去。变频调速系统电源取自6kV电压等级的主动力电源系统，由

4、现场主控系统进行协调控制，根据运行工况按设定程序，实现对凝结水泵电动机转速控制。主要功能为：2.1.1 变频器可以拖动A凝结泵电动机实现变频运行; 也可以通过切换拖动B凝结泵电动机实现变频运行，但不能同时拖动运行。2.1.2 两侧凝结泵电动机均具备工频旁路功能。2.1.3 可实现任意一台电动机的变频运行，另外一台处于工频备用，当变频器故障时，系统可联锁另一台工频电机运行。2.2 工作原理简述1#、2#凝结泵共同采用一套变频调速装置。其中3QF表示高压开关、TF表示高压变频器、M表示凝结水泵电动机； 4QF和1QF之间、5QF和2QF之间、4QF和5QF之间均存在电气闭锁和逻辑闭锁关系（4QF分

5、闸允许5QF合闸、5QF分闸允许4QF合闸），防止变频器输出侧与6kV电源侧短路。1QF、2QF、3QF为现场已有设备， 3QF、4QF、5QF只具备手动合闸功能。变频器高压开关3QF安装于“厂用6kV 配电室”，与母线连接。“变频器室”内所有开关的2路直流控制电源、2路动力直流电源均由#2机直流母线供电。1泵变频运行时，断开1QF、闭合3QF、4QF开关，1凝结泵处于变频运行状态；2凝结泵处于工频备用状态。当1凝结泵变频运行故障跳闸时，系统联锁起动2凝结泵2QF开关工频运行。2泵变频运行时，断开2QF、闭合3QF、5QF开关，2凝结泵处于变频运行状态；1凝结泵处于工频备用状态。当2凝结泵变频

6、运行故障跳闸时，系统联锁起动1凝结泵1QF开关工频运行。2.3 设备配置情况2.3.1 高压变频成套装置，主要包括：进线变压器、功率柜、控制柜2.3.2 高压开关柜，主要包括两台开关；风罩及所带风道。2.3.3 变频系统技术参数：序号规 范参 数备 注1使用标准Q/CP BLH003-20042型式及型号HARSVERT-A06/1303供货商及产地北京利德华福电气技术有限公司4安装地点室内5技术方案多级模块串联，交直交、高高方式6对电动机要求普通鼠笼式异步电机7额定输入电压/允许变化范围6kV±10%8系统输入电压6kV9变压器调压范围0，510系统输出电压06kV11系统输出电流

7、130A12逆变侧最高输出电压6kV13额定容量1400kVA14额定输入频率/允许变化范围50Hz±10%15对电网电压波动的敏感性-35%+15%16输入侧功率因数0.95（20%负载）17变频器效率0.9618控制方式多级正弦PWM控制19控制电源220VAC/50HZ，3kVA20UPS型式掉电可维持30分钟21电网侧变换器型式及元件30脉冲，二极管三相全桥，22电机侧逆变器型式及元件IGBT 逆变桥 串连23电隔离部分是否采用光纤电缆采用安捷伦光纤连接24冷却方式强迫风冷25标准控制连接硬连接26过程控制方式开环、闭环27操作键盘嵌入式工控机27界面语言简体中文28变频装置

8、外形尺寸（宽×高×厚） 4200×1200×2634（不含旁路柜）高度含风罩29变频装置重量 6800 kg30盘前维护或盘后维护前后维护31防护等级IP2032柜体摆放方式并列安装（变频器与旁路柜）备注：变频器总容量按照1400KVA提供其中主要进口部件产地序号名称规格和型号制造厂备注1IGBTFF 300R17KE3德国西门子2电解电容6800uF/400V日本NIPPON、NICHICON、HITACHI三家分包3整流桥SKKD100/18、SKKD162/18德国西门康4可编程控制器PLC (S7-200 CPU226)包括扩展模块EM232、E

9、M235德国西门子5UPSTG-1000美国山特6风机R4D 400德国EBM7光纤HFBREUS100美国安捷伦含光纤头和光纤座8可控硅SKKH213/18E德国西门子9干式变压器1250kVA/6kV北京新华都特种变压器有限公司2.3.4 DCS部分所需材料名 称数量名 称数量名 称数量FUM210模 件2 块FUM280模 件1块210 M 分线板1块210DI 分线板1块280AO 分线板1块24V 继电器（带基座）8个2.3.5 现场外围控制接口2.3.5.1 变频器需要提供的开关量输出6路：l 变频器待机状态指示：表示变频器已待命，具备启动条件。l 变频器运行状态指示：表示变频器正

10、在运行。l 变频器控制状态指示：节点闭合表示变频器控制权为现场远程控制；节点断开表示变频器控制权为本地变频器控制。l 变频器轻故障指示：表示变频器产生报警信号, 闭锁变频器启动。l 变频器重故障指示：表示变频器发生重故障，立即关断输出切断高压，保护关3QF、保护停变频器。l 高压合闸允许：变频器自检通过，具备上高压条件，闭点有效,3QF允许合闸条件。以上所有数字量采用无源接点输出，定义为接点闭合时有效（NO）。除特别注明外，接点容量均为AC220V、0.5A/DC24V，1A。2.3.5.2 变频器需要提供的模拟量2路：l 变频器输出转速: 凝泵变频器转速反馈。l 变频器电机电流: 凝泵变频器

11、电流。变频器提供2路420mADC的电流源输出（变频器供电），带负载能力均为250。要求增加信号隔离器将输出转速及电机电流信号隔离。2.3.5.3 需要提供给变频器的模拟量1路：l 变频器转速给定值: 凝泵变频器控制指令。现场提供2路420mADC二线制电流源输出，带载能力必须大于250，420mADC对应转速低高限，须呈线性关系。要求增加信号隔离器将模拟给定信号隔离。2.3.5.4 需要提供给变频器的开关量有2路：l 启动指令：干接点，3秒脉冲闭合时有效，变频器开始运行。l 停机指令：干接点，3秒脉冲闭合时有效，变频器正常停机。2.3.5.5 变频器给上口高压开关柜3QF的信号有2路：（电气

12、实现）l 高压紧急分断：变频器出现重故障时，自动分断上口高压开关3QF，闭点有效。l 高压合闸允许：变频器自检通过或系统处于工频状态，具备上高压条件允许上口高压开关3QF合闸操作，闭点有效。2.3.5.6 DCS提供给变频器下口高压开关3QF、4QF、5QF的控制信号有6路：l 4QF、5QF、3QF合闸指令：DCS发出4QF、5QF、3QF合闸指令时，闭合该节点，自动合高压开关，3秒脉冲信号，共3路。l 4QF、5QF、3QF分闸指令：DCS发出4QF、5QF、3QF分闸指令时，闭合该节点，自动断开高压开关，3秒脉冲信号，共3路。2.3.5.7 3QF、4QF、5QF需提供给DCS的信号有3

13、路：l 4QF、5QF、3QF已合闸状态信号，4QF、5QF、3QF处于已合闸状态，闭点有效。2.3.5.8 原工频高压开关1QF、2QF提供给4QF、5QF的信号有2路：（DCS逻辑实现、电气回路实现）l 1QF分闸信号：1QF高压开关处于分断时，辅助节点闭合；去4QF高压开关的合闸回路作为合闸允许的闭锁信号。当1QF分闸时允许4QF高压开关合闸。l 2QF分闸信号：2QF高压开关处于分断时，辅助节点闭合；去5QF高压开关的合闸回路作为合闸允许的闭锁信号。当2QF分闸时允许5QF高压开关合闸。2.3.5.9 4QF、5QF需提供给原工频高压开关1QF、2QF信号有2路：l 4QF分闸信号：去

14、原工频高压开关1QF的合闸回路作为合闸允许的闭锁信号。当4QF分闸时允许原工频高压开关1QF合闸。闭点有效。l 5QF分闸信号：去原工频高压开关2QF的合闸回路作为合闸允许的闭锁信号。当5QF分闸时允许原工频高压开关2QF合闸。闭点有效。在2.3.5.5 、2.3.5.8、2.3.5.9条中所有数字量采用无源接点输出，定义为接点闭合时有效。除特别注明外，接点容量均为DC110V，6A。2.3.6 保护2.3.6.1 输入变压器带浪涌吸收保护。2.3.6.2变压器允许过负荷能力符合IEC干式变压器过负荷导则及相应国标要求。2.3.6.3每个功率单元带三相输入熔断器保护。2.3.6.4变频装置有过

15、电压，过电流，欠电压，缺相，变频器过载，变频器过热，电机过载等保护功能。l 过载保护：电机额定电流的120%，每10分钟允许1分钟，超过则保护。l 过流保护：变频器输出电流超过电机额定电流的150，3S保护；额定电流200%，在10微秒内保护。l 过压保护：检测每个功率模块的直流母线电压，如果超过额定电压的115%，则变频器保护。此保护实际上包括了对电网电压正向波动的保护。l 欠压保护：检测每个功率模块的直流母线电压，如果低于欠压保护定值，则变频器保护。此保护实际上包括了对电网电压负向波动的保护。l 过热保护：包括两重保护：在变频调速系统柜体内设置温度检测，当环境温度超过预先设置的值时，发报警

16、信号；另外，在主要的发热元件，即整流变压器和电力电子功率器件上放置温度检测，一旦超过极限温度（变压器130、功率器件80），则保护。l 缺相保护：缺相保护设置在每个功率模块上。当变频器输入侧掉相系统发出报警信号,并保护；功率模块的保险熔芯熔断缺相时，系统会发出报警信号，同时允许模块旁路运行。l 光纤故障保护：当控制器与功率模块之间的连接光纤出现故障时，会发出报警信号并保护。以上故障，均在中文用户界面上指定故障确切位置，便于用户采取应对措施。变频装置隔离变压器自带温控装置，具有温度过热保护功能。2.3.6.5 变频器高压开关3QF具备过流、速断、零序保护功能。2.3.7 安装环境要求2.3.7.

17、1 环境要求:为了变频器能长期稳定和可靠地运行，对变频器的安装环境作如下要求：l 最低环境温度0，最高环境温度45，工作环境的温度变化应不大于5/h。l 安装高度要求小于海拔1000米。l 环境湿度要求小于90%（无凝露），相对湿度的变化率每小时不超过5%；柜体顶部不能溅雨进水。l 变频器不允许安装在有较大灰尘、腐蚀或爆炸性气体、导电粉尘等空气污染的环境里。2.3.7.2 设备机械安装对场地的要求l 设备安装在厂房内，安装空间、基础等设施要求如下：整套装置背面离墙距离不得小于800mm，侧面离墙距离不得小于1000mm,房屋空间高度不得小于3500mm，装置正面距离不得小于1500mm。l 变

18、频器基础与厂房地网连接提供可靠接地，接地电阻不大于3。各柜体之间相互连接成为一个整体并且牢固安装于基座之上，和厂房大地可靠连接。变压器屏蔽层及接地端子PE也应与就地地网连接。控制柜内接地端子与变频器就地地网可靠接地。l 安装过程中,要防止变频器受到撞击和震动,所有柜体不得倒置,倾斜角度不得超过30度。3. 热控逻辑组态3.1 凝泵变频器改造逻辑说明3.1.1 单个设备的控制l 1QF（即1凝泵的工频开关）允许合条件：4QF分闸&1#凝泵系统原有的允许条件l 2QF（即2凝泵的工频开关）允许合条件：5QF分闸&2#凝泵系统原有的允许条件l 3QF（即变频器高压侧开关）允许合条件：

19、变频器允许&变频器无轻故障&变频器无重故障3QF保护跳判据：1#凝泵系统保护；2#凝泵系统保护；变频器重故障l 4QF（即1凝泵的变频开关）允许合条件：1#凝泵系统允许&5QF分闸&1QF分闸&3QF合闸4QF自动跳条件：3QF分闸；变频器停运4QF保护跳条件：1#凝泵系统保护；变频器重故障l 5QF（即2凝泵的变频开关）允许合条件：2#凝泵系统允许&4QF分闸&2QF分闸&3QF合闸5QF自动跳条件：3QF分闸；变频器停运5QF保护停条件：2#凝泵系统保护；变频器重故障l 变频器（即变频器的投入开关）允许启条件：变频器待机并稳定

20、15s&3QF合闸&变频器无轻故障&变频器无重故障&4QF或5QF任一合闸变频器自动停条件：3QF分闸；4QF或5QF均分闸变频器保护停条件：1#凝泵系统保护；2#凝泵系统保护；变频器重故障3.1.2 多个设备之间的联锁，在投入凝泵变频运行SLC的条件下：l 4QF掉闸联合2QF；l 5QF掉闸联合1QF。l 4QF合闸的情况下，凝水母管压力低（<0.18MPa）联启2QF（2#凝泵）；l 5QF合闸的情况下，凝水母管压力低（<0.18MPa）联启1QF（1#凝泵）。l 凝泵变频运行SLC与凝泵工频运行SLC两者只可投一种，并有相互闭锁逻辑。3.1.

21、3 变频器的闭环控制3.1.3.1 变频器处于就地控制时，变频器的遥控指令跟踪实际转速。3.1.3.2只有当变频器投入运行且除氧器上水门的开度大于90%时，才允许运行人员投变频器闭环。3.1.3.3 变频器停运后，遥控指令自动降低。3.1.3.4 凝泵工频启动时，除氧器上水门跟踪闭环控制指令；变频启动时，除氧器上水门直接开到95%；3.1.3.5 凝泵小流量阀在凝泵启动时自动投入闭环。3.1.3.6 凝泵小流量控制有两个控制回路，即母管压力控制回路（维持母管压力2.6MPa）、凝水流量控制回路（维持最小流量300t/h）。3.2 逻辑组态图(见附图,共6张)3.3 运行方式及控制逻辑：3.3.

22、1 DCS系统可根据两台凝结泵的运行模式，自动调整控制对象和控制策略。主要包括二种控制策略：第一种，变频调节。根据不同负荷下的除氧器水位变化情况，调节凝结泵转速控制除氧器水位稳定。第二种，阀门调节。只要凝结水系统中有1台泵在工频运行模式下，系统就会采用阀门调节控制，此时变频器应运行在高频率（4550Hz）段以免出现不出水的情况。3.3.2 凝泵有变频及工频两种运行方式。正常情况下，变频泵作为运行泵长期运转，工频泵作为备用泵。变频器分为就地控制及远方控制两种,处于就地控制状态时，DCS输出的转速命令信号跟踪变频器转速反馈，对变频器远方操作无效。3.3.3变频器受DCS控制时分自动、手动两种方式。

23、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。自动状态时，根据DCS内部设定的除氧器水位定值自动控制变频器转速。3.3.4 当变频泵与工频泵并列运行时，除氧器水位调节自动解出，调节阀C-1手动方式调节水位。3.3.5变频泵运行时，“变频器重故障”联掉该泵的高压开关（该联锁在就地实现），“高压开关已跳”（即泵掉闸）的信号送DCS系统以工频方式来联启备用泵。3.3.6主凝结水再循环调节阀C-2根据凝泵出口流量和母管压力调节，当流量小于300T/H,用流量信号调节, C-2开启维持最小流量; 当流量大于300T/H,用压力信号调节, 维持凝泵出口压力2.6Pa，当压力超过定值时，C-2开

24、启，开启幅度决定于压差值大小。3.3.7 若凝结水泵以工频方式运行时，有关除氧器水位调节、阀门联锁、泵之间的联锁等逻辑仍按改造前逻辑关系完成功能。3.3.8由于变频凝结泵用改变转速调节除氧器水位使得凝结水压力低，而工频泵仍采用主凝结水调节阀调节除氧器水位凝结水压力很高，运行一旦发生凝泵变频方式故障掉闸、联启备用工频泵后，凝结水压力、流量突然增大对除氧器水位控制甚至除氧器的设备安全都造成很大的影响。针对此问题设计了专门的控制逻辑：当变频泵高压开关事故掉闸联启备用工频凝泵后，B凝泵电机启动的信号作为C-1快关的触发信号，除氧器水位调节阀C-1迅速联锁关小，关阀目标值与机组负荷成一定的函数关系，然后

25、由运行人员手动调整其开度。C-1阀位目标值与机组负荷的关系曲线如下表。负荷180MW270MW300MW调门开度5570823.3.9 运行中凝结水压力随负荷降低而下降，原来的“凝结水压力低联启备用泵”的逻辑有可能将备用泵联启，反而增加了系统的不稳定性，所以将定值降低为0.18Mpa，逻辑回路不变, 同时“凝结水压力报警”保留。为了保证机组的良好备用，机组正常运行期间备用工频泵的出口电动门处于全开状态。3.3.10 凝结水压力低闭锁低压旁路门保护: 采用原来的回路和定值。在机组启动初期使用变频运行时,可将除氧器C-1关到一定位置,使凝结水有足够的压力保证低旁的正常运行。3.3.11 凝结水泵低

26、水位保护: 采用原来的回路和定值。3.3.12 为改善除氧器水位、凝器器水位自动调节系统的调节品质，提高控制水平，在本次变频装置改造自动控制方案中使用目前该领域针对除氧器水位控制最新研究成果间断式控制理论，引入了一些先进的控制思想（静态不完全预估），主要思想是将变频凝结水泵的转速信号引入控制系统中，与水位偏差相平衡，保证水位的相对稳定（控制在一定的区间内），并引入机组的主蒸汽流量信号，以提高系统的负荷适应能力和补偿变频凝结水泵转速信号引起的偏差，使系统只是在机组负荷发生变化的过程中和水位自发扰动变化的过程中动作，变频凝结水泵的转速信号与上述扰动变化量相平衡后，系统处于等待状态。以适应热力系统地

27、滞后和各种不确定因素，组态框图如下图。3.4 DCS系统与凝泵变频装置接口3.4.1 增加变频装置后，在DCS控制系统需要增加DCS系统对变频装置操作功能及相关一些报警信号，根据DCS系统情况和容量允许的条件下选择进入DCS系统变频相关信号，可将变频系统全部相关信号接入系统。本方案DCS系统与变频器之间的信号总共有13个，其中开关量信号11个，模拟量信号有2个。序号DCS系统编号性质电气侧名称备注1S2901-RDDI变频器待机状态画面启动变频器的允许信号，画面不显示2S2901-ONDI变频器运行状态画面指示3S2901-OFFDI变频器停止状态画面指示4S2901-WDI变频器轻故障报警画

28、面指示5S2901-ADI变频器重故障报警画面指示6S2901-REDI变频器控制在远方作为远方启动变频器的允许信号，画面不显示7S2901-FFDIA泵在工频旁路状态A泵在工频方式运行8S2901-LODI变频器运行联开出口门命令联开出口门9S2901-LCDI变频器停运联关出口门命令联关出口门10S2901-ST DOA凝泵变频器启动命令DCS系统提供干接点11S2901-SP DOA凝泵变频器停止命令DCS提供干接点12C2901TRSG AIA凝泵变频器转速反馈变频器提供24VDC13C2901TRS AOA凝泵变频器转速控制命令DCS系统提供24VDC 3.4.2为实现对变频泵的启停

29、控制及转速调节，在DCS画面上增加：3.4.2.1 变频器启停操作功能块，用于远方启停变频器； 3.4.2.2 变频器转速控制功能块；3.4.2.3 变频器轻故障报警块、重故障报警块；3.4.2.3 增加变频器远方/就地方式指示块，用于指示变频器的远方或就地状态234. 设备调试4.1 变频器控制系统启动4.1.1 上变频器控制电源：合变频器的2路AC220控制电开关。2路电源互为备用。4.1.2 启动UPS：UPS电源的启、停按钮为3秒有效。4.1.3 打开风机空开：合变压器柜内的3组空开，使变频器柜顶风机、变压器柜底风机处于准备状态。4.1.4 检查变频器状态：拔出变频器柜门急停按钮，控制

30、权放到远方，变频器给出合闸允许信号。查看变频器人机界面无报警。4.1.5 检查柜门：将柜门锁好，运行时禁止打开。4.2 整个系统处于停运状态,首次启动一台凝结泵:1号(或2号)凝结泵变频投入运行，2号(或1号)工频备用。l 检查1号(或2号)凝结泵无任何故障，电机处于停止状态；变频器室无异常。l 检查开关柜的接地刀均处于断开位置。l 检查各开关柜位置正确。l 合4QF(或5QF)。l 合3QF。变频器上高压电，柜顶风机、变压器柜底风机开始工作。人机界面显示“系统待机”。l 上高压电30秒后DCS允许发出启动信号。出口阀门15秒后自动打开。变频器以软启动方式拖动电机，直到运行到最低转速。l 当调

31、整门打开到95%时，调整变频器频率是满足负荷要求；稳定后投入自动，系统采用变频调节控制水位。系统要求在调整门在95%开度以上时才允许投自动。l 系统稳定后，2号(或1号)泵投备用连锁。4.3 系统已经处在运行状态,一台凝结水泵运行,一台凝结水泵备用:1号(或2号)变频运行切换至2号(或1号)变频运行l 检查2号(或1号)凝结泵无任何故障，电机处于停止状态；变频器室无异常。l 检查开关柜的接地刀均处于断开位置。l 检查各开关柜位置正确。l 合2QF。2号(或1号)泵工频运行。l 停变频器，分4QF。1号(或2号)泵停止运行。l 合1QF。1号(或2号)泵工频运行。l 分2QF。2号(或1号)泵停

32、止运行。l 合5QF，启动变频器。2号(或1号)泵变频运行。l 停1QF。1号(或2号)泵停止运行。l 系统稳定后，将1号(或2号)泵投入工频备用。4.4 热力系统调试过程的配合4.4.1 首台凝结水泵启动,可以直接用变频方式。4.4.1.1由于整个系统中没有水,有一个充压的过程,测量信号也存在一个惯性滞后,“最小流量保护容易动作”,所以该保护定值是:在测量基础上加50吨流量的富裕量,同时延时9秒掉泵。4.4.1.2 为了防止管道发生“水锤”现象,凝结水主调节阀C1、泵出口门处于关闭位置，凝结水再循环调节阀处于全开位置,整个系统处于手动控制状态。4.4.1.3 该变频器启动后自动从0rpm/m

33、in开始升速到900rpm/min(设定的最低转速),然后根据需要进行转速的调整。4.4.1.4 在系统充水正常后,逐渐将凝结水主调节阀C1开大,同时凝结水再循环调节阀C2进行配合.当C1开到95%以上时,可以投入变频自动控制方式。4.4.2 机组运行中的切换配合4.4.2.1 总的一个原则: 无论原来是一台工频运行、一台备用, 还是一台变频运行,一台备用,在双泵并列运行时,必须将转速全部提高到工频的情况下进行,整个的切换过程,全部控制在手动方式下。4.4.2.2 若原来是一台工频运行、一台备用,需要投入备用泵变频运行时,可以将备用泵直接用变频启动,转速提升到工频转速后,停止工频泵运行,然后根

34、据除氧器水位,逐渐开大当C1,降低变频器转速,C-1开到95%以上时,除氧器水位稳定以后,可以投入变频自动控制方式。4.4.2.3若原来是一台工频运行、一台备用,需要将运行泵投入变频运行时,将备用泵直接用工频启动,运行泵停止运行,然后按4.4.2.2方式进行切换。4.4.2.4 若原来是一台变频运行、一台备用,需要投入备用泵工频运行时,想先将变频泵的转速提升到工频的转速, 然后根据除氧器水位,逐渐关小当C1到合适开度后,将备用泵直接用工频启动正常后,将变频泵停止运行,恢复工频控制方式,整个过程中C2进行配合。4.4.2.5 若原来是一台变频运行(假设A)、一台备用(假设B),需要投入备用泵变频

35、运行时,此过程最为复杂: 先将变频A泵的转速提升到工频的转速, 然后根据除氧器水位,逐渐关小当C1到合适开度后,将备用B泵直接用工频启动正常后,将变频A泵停止运行; 然后再将A泵用工频方式启动,停止B泵工频运行,将变频器切换到B泵,然后按照4.4.2.2方式,整个过程中C2进行配合,用简单的一个表达式就是: A变频 B启动工频 A停止 A启动工频 B停止 B变频启动 A工频停止列备。4.5 变频器故障变频器的报警分为两类，一类是轻故障，报警器发出间歇的报警，变频器不会停机。另一类故障是重故障，报警器发出持续的报警，变频器停机，同时高压连锁动作，变频器上级负荷开关跳闸。4.5.1轻故障包括：l

36、单元旁路（以下情况，功率单元可以旁路运行：功率单元输入缺相、功率单元过热、功率单元直流母线欠压、功率单元驱动故障、功率单元电源故障）；l 控制电源掉电；l 变压器轻度过热110；l 柜体超温（功率柜内温度大于40）；l 在高压就绪的情况下，功率柜散热风机故障；l 电机轻度过载（变频器输出负荷大于100，小于120）；l 模拟给定掉线；4.5.2 重故障包括：l 变压器严重过热100；l 电机150过流、200%速断；l 系统故障（以下情况可以引起系统故障：高压失电、旁路级数超过设定值、功率单元直流母线过压、功率单元光纤故障）；当出现重故障时，变频器切断输出，3QF、4QF、5QF跳闸，系统联起

37、工频备用泵，备用泵工频运行。DCS关闭调整阀门到较低开度，延时一段时间后切换到阀门调节控制水位。运行人员检查跳停的凝结泵，确认凝结泵没有故障后，投入工频备用。然后检查、记录变频器故障，请检修人员维修。4.6 注意事项4.6.1上电前检查急停按钮，变频器有无报警信息, 如有，需使用人机界面上的“复位”清楚故障锁存。4.6.2 系统投自动的情况下分断变频器下口开关4QF或5QF，系统会自动联起工频备用泵。4.6.3 运行人员在对功率模块进行操作的时候，须注意模块电源指示灯熄灭后才允许操作。4.6.4 如遇严重故障或紧急情况时，拍下变频器柜门上“紧急急停”红色按钮。变频器直接跳掉上口及下口高压开关。

38、4.6.5变频器运行过程中发出报警时，检查变频器液晶屏上的显示信息，并及时采取相应措施。按控制柜门上的“报警解除”按钮，可消除声光报警信号。报警信息会在报警点问题排除后自动消失。4.6.6变频器运行过程中禁止触碰操作面板上“复位”按钮和控制柜门上的“系统复位”按钮。4.6.7变频器在启动时如果电动机反转；可能会导致“变频器过流”或“系统故障”跳闸。再次启机需要等待5分钟后操作变频器操作面板上的“复位”按钮复位变频器待系统正常、电动机停止转动后才能合高压开关。4.6.8由于变频器内部有大量的电容储能滤波器件，因此在变频器上电显示待机状态后一分钟才允许进行启动设备操作。4.6.9除非检修变频器控制

39、回路或变频器内部设备，否则，禁止将变频器控制柜内的220VAC电源开关和变压器柜最左侧门内的冷却风机电源开关停电。4.6.10频器发出“变频器报警”信号指示时，检修人员要进行及时处理；但不影响变频器的正常运行，如果缺陷不能及时处理将演变成故障跳闸，危机系统安全。4.6.11严禁在变频器运行中打开柜门，否则，会产生设备损坏或严重的人身伤害。4.6.12变频器内具有电容、电感，在储能期间，要求在变频器高压电源停电后5分钟以上才能打开柜门进行检查或操作（功率单元的红色指示灯表示该模块内部带电存在危险）。4.6.13 频器控制柜盘面上的“系统复位”按钮的功能是指当系统停机控制器无响应（控制箱主控板上的

40、RUN灯常亮或常灭）或触摸屏异常时，按下按钮使系统重新热启动。在运行过程中，此按钮功能无效4.6.14 在送电过程中，变频器显示界面出现“系统故障”、“变压器严重过热”、“变频器严重过流”等故障信息时影响变频器高压开关送电；可点击操作面板上的“复位”按钮，使变频器重新检测消除故障信息，如果仍存在以上现象时，将设备全面检查或通知检修处理。4.6.15变频器操作面板上的“急停”按钮，不论系统处于“本机控制”、“远程控制”均在运行中有效。按住“急停”按钮3秒钟以上时，变频器将立即关断输出至待机状态。4.6.16 禁止变频器运行过程中直接切断6KV高压电源开关。需要停机时，请操作“急停”或“停止”指令

41、。请勿在变频器完全关断输出后切断6kV高压（检修设备或长期停用变频器的情况除外）。4.6.17变频器可以“复位”消除的故障通常为瞬间产生的严重故障信息；如果是轻故障则无法采用“复位”的方式消除，而是需要检修人员处理，但是不会导致设备无法送电或起机运行，应及时处理。无法“复位”的严重故障，则需要排除后再合闸；系统只能处于工频旁路运行。4.6.18变频器轻故障报警：风机故障（单元柜冷却）、UPS输入掉电、直流电源掉电、柜门未关严、变压器超温（变压器任一绕组温度高于120）、柜体超温（功率柜、控制柜任一绕组温度高于40）、变频器轻度过载（变频器负荷超过100%小于120%）、功率单元缺相、功率单元驱

42、动故障、功率模块旁路运行、PLC无响应。4.6.19变频器重故障跳闸：变频器过流（输出电流超过电动机额定电流150%，3S）、变频器严重过流（输出电流超过电动机额定电流200%，15S）、变频器过载（变频器输出负荷超过电动机额定功率的120%，1min）、变压器严重过热、系统严重故障、功率单元过热、功率单元过压、功率单元欠压、功率单元控制电源故障、功率单元光纤故障、控制器不就绪（系统运行过程中）。4.6.20 何情况下，均绝对禁止将变频器下口高压开关的接地刀切至接地位置。4.6.21 4QF或5QF进行检修操作，需要将拉出至检修位时，必须做好4QF与1QF或5QF与2QF闭锁接点的短接工作；否

43、则，1QF或2QF处于备用状态时将无法实现联锁启动功能。（需要检修人员处理）5. 经济效益和安全性分析5.1 经济效益5.1.1 理论分析: 由流体动力学可知，泵的流量Q与泵转速n的一次方成正比，泵的压力p与转速n的二次方成正比，而泵的功率p则与转速n的三次方成正比。如通过变频调速技术使泵的流量由额定值Qo降至70%Q0时，转速将由额定值n0降至70%n0，此时泵的压力由额定值po降至49%po，泵的轴功率由额定值Po降至34.3%Po。理论上功耗减少了65.7%Po。即使考虑到转速下降可能会引起电机的效率下降等因素，变频调速的节电效果仍然非常显著。据计算，当将离心式水泵的流量由Q0调低到70

44、%Q0时。采用变频调速方式的功耗约比控制阀调节方式的功耗减少52%Po。5.1.2 数据分析5.1.2.1 改造前、后在不同工况下凝结水泵及电动机的运行参数:负荷主汽压力主汽流量除氧器压力凝泵电流A凝泵出口压力Mpa凝泵转速rpm/min凝结水流量t/hMWMpat/hMpa改前改后差值改前改后改前改后改前改后30416.610400.8395.588.47.12.51.6414901361930926.429216.1975.10.7993.685.157.452.61.6091333878906.928116.39590.7892.973.2318.672.61.3011234865837

45、.226916.2908.20.7191.572.4119.092.61.4261217846822.925916878.30.7391.467.8423.562.71.341174823788.125215.6883.40.7290.465.5224.882.71.251151804791.524215860.60.791.355.9335.772.71.4291143825652.423114.7825.50.6789.955.9633.842.70.942104979762422214.1746.50.629152.8938.112.60.991012838673.421113.3708

46、.30.5991.250.9240.282.71.171006821649.4201126700.5791.943.6148.292.60.88920.9837553.319011.8674.30.5790.444.845.62.70.84920.8814595.318311.6609.70.5191.147.1343.972.70.87942.1819618.9以9月份发电情况来测算: 本月双机运行小时数为1440小时,发电量为3.5652亿千瓦时,平均负荷为24.76MW, 负荷率为 82.53%。从表中可以查到每小时可节约电流35.77A。折合电量为: UICOS¢ = 1.7

47、32×6×35.77×0.901 = 334.92Kw·h按上网电价0.2754元/ Kw·h, 每小时节约合人民币 92.237元,全年约79.69万元/台机组。而改造双机的成本为300万元,运行2年可全部收回成本。5.1.2.2随着电力市场供求关系的变化,机组的利用小时和负荷率在下降, 根据表中数据可以看出,负荷率越低,节能效果越显著。5.2安全可靠性分析5.2.1变频调速解决了启动时大电流对电机的冲击，延长了电机的使用寿命。异步电机直接启动时，其最大启动电流约为额定电流的7倍，采用星三角启动也达到了45倍。而变频启动时，基本上无冲击电流，其电流是从零开始，随着转速的上升而增加，最大不会超过额定电流，这就消除了对电机的冲击应力,延长了电机的使用寿命。5.2.2 采用变频调速控制后，如果变频器长时间运行在