變頻器在工廠供電增容改造中的使用

萬隆奎

摘要：為了提高工廠供電增容改造水平，從而提高電能質(zhì)量，現(xiàn)以“天然氣凈化廠離心式風(fēng)機及貧液泵等變頻器進行的供電增容改造”為例，在介紹變頻器內(nèi)部構(gòu)造的基礎(chǔ)上，從電氣控制方案、DCS控制策略、故障分析和解決三個方面入手，探討了變頻器在工廠供電增容改造中的具體應(yīng)用。結(jié)果表明：變頻器不但能在工廠供電增容改造中發(fā)揮出重要作用，而且還可以提高凈化裝置的穩(wěn)定性和可靠性，還能為相同類型項目的有效施工提供重要的依據(jù)和參考。希望通過這次研究，為相關(guān)從業(yè)人員提供有效的借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：變頻器;工廠供電;增容改造;使用

通過將變頻器應(yīng)用于工廠供電增容改造中，不僅可以實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速的自動化調(diào)整和控制，而且離心式風(fēng)機為主燃爐提供可靠的和穩(wěn)定性的風(fēng)量，貧液泵為吸收塔提供穩(wěn)定壓力的溶液循環(huán)量，降低機械振動幅度，避免機械振動噪音污染，為提高設(shè)備運行性能打下堅實的基礎(chǔ)。因此，為了保證工廠供電的可靠性和持續(xù)性，有效地延長電力設(shè)備的使用壽命，如何將變頻器科學(xué)應(yīng)用于工廠供電增容改造中是相關(guān)人員必須思考和解決的問題[1]。

1變頻器構(gòu)造

變頻器作為一種先進的電力控制設(shè)備，主要綜合運用了應(yīng)用變頻技術(shù)和微電子技術(shù)，通過對電機電源工作頻率進行自動化調(diào)節(jié)和控制，以保證交流電機的自動化控制水平。變頻器主要由以下四個部分組成;（1）主電路。主電路主要負責(zé)向電動機提供源源不斷的調(diào)壓調(diào)頻電能。主電路主要包含以下兩種類型，一種是電壓型，另一種是電流型，前者主要是指將直流電壓源轉(zhuǎn)化為交流變頻器，后者主要是指將直流電流源轉(zhuǎn)化為交流變頻器。（2）整流器。整流器主要負責(zé)將工頻電源轉(zhuǎn)化為直流電源，以達到提高變頻器可再生運轉(zhuǎn)能力的目的。（3）平波回路。平波回路主要用于對電壓波動的調(diào)節(jié)和控制，起到降低電感的作用。（4）逆變器。逆變器主要是指將直流功率轉(zhuǎn)化為用戶所需要的交流功率，同時，還要將多個開關(guān)期間進行實時導(dǎo)通，避免逆變器出現(xiàn)損壞現(xiàn)象。

2變頻器在工廠供電增容改造中具體應(yīng)用

2.1增容改造內(nèi)容

2.1.1電氣控制方案

變頻調(diào)速在具體的實施中，需要借助單元機旁路配置方式，將高壓變頻器配置于相應(yīng)的單機中，然后，采用高壓隔離開關(guān)的方式，將高壓變頻器切換至相應(yīng)的工頻電源，電氣控制系統(tǒng)原理如圖2所示。從圖2中可以看出，手動旁路柜主要由三個隔離開關(guān)組成，然后，借助借助其中一個雙刀雙擲隔離開關(guān)，完成對機械互鎖操作。

2.1.2DCS控制策略

針對離心式風(fēng)機、貧液泵等設(shè)備變頻器的性能要求，根據(jù)DCS系統(tǒng)與變頻器之間的關(guān)聯(lián)度，確定出信號數(shù)量，經(jīng)過分析，得出信號數(shù)量應(yīng)設(shè)置為15個，這些信號量包含兩種信號，一種是開關(guān)量信號，另一種是模擬量信號，這兩種信號數(shù)量分別為12個、3個。為了實現(xiàn)對離心式風(fēng)機及貧液泵等變頻器的遠程化、自動化控制，確保其轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的科學(xué)性和合理性，需要將以下功能模塊添加至DCS畫面上，這些功能模塊主要包含變頻器啟停操作、變頻器重故障報警等。在進行增容改造前，需要借助PID調(diào)節(jié)器，在充分保證主燃爐壓力穩(wěn)定和吸收塔壓力穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，對離心式風(fēng)機、貧液泵等設(shè)備的執(zhí)行器進行精確化計算，增容改造后，需要盡可能保留原有的模擬量控制回路，并將其設(shè)置為最終的變頻控制方案。另外，在自動控制方案下，通過科學(xué)地設(shè)置裝置相關(guān)工段的壓力，并在保證DCS畫面設(shè)定科學(xué)的基礎(chǔ)上，完成對偏差信號的精確化計算和統(tǒng)計，同時，還要根據(jù)最終的計算結(jié)果，采用PID控制器運算方式，將部分控制指令輸入到離心式風(fēng)機和貧液泵等變頻器上[2]。此外，還要對變頻器輸出頻率進行自動化調(diào)整和控制，以保證離心式風(fēng)機、貧液泵等轉(zhuǎn)速調(diào)控的合理性，在此基礎(chǔ)上，還要做好離心式風(fēng)機、貧液泵等引入工作。通過開展這一工作，相關(guān)人員需要科學(xué)調(diào)整和控制指令偏置量，降低風(fēng)機、貧液泵等失速的風(fēng)險。此外，還要對變頻器的輸出頻率進行實時跟蹤和控制，確保風(fēng)機、貧液泵等轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)效果，只有這樣，才能確保裝置壓力調(diào)整工作落實到位。此外，通過對離心式風(fēng)機、貧液泵等進行擴容改造，可以實現(xiàn)對靜葉PID參數(shù)的科學(xué)設(shè)置，確保爐膛壓力一直處于所設(shè)定的標準范圍內(nèi)。

2.2故障分析和解決

離心式風(fēng)機、貧液泵等變頻器在運行期間，經(jīng)常會遇到頻率指令信號與顯示頻率不一致問題，為了更好地處理這一故障問題，維修人員 要從以下幾個方面入手：首先，在調(diào)試離心式風(fēng)機、貧液泵等變頻器期間，采用手動設(shè)定的方式，經(jīng)常出現(xiàn)手動設(shè)定頻率與變頻器實際顯示的頻率不一致問題。其次，通過借助DCS系統(tǒng)，在保證AO卡件設(shè)置操作規(guī)范性的基礎(chǔ)上，將卡件通道輸出功率更改為53.12Hz，在此基礎(chǔ)上，借助變頻器控制板，對所接受到的指令信號進行統(tǒng)一調(diào)整和控制，使得所設(shè)定的指令與變頻器實際接收信號保持一致，只有這樣，才能確保這一故障問題得以有效控制，從而提高變頻器的運行性能。

結(jié)束語：

綜上所述，通過對天然氣凈化廠離心式風(fēng)機、貧液泵等變頻器進行增容改造后，發(fā)現(xiàn)離心式風(fēng)機、貧液泵在變頻方式控制下下，可以最大限度地保證凈化裝置穩(wěn)定運行的效果。此外，變頻轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)具有快捷方便、靈敏度高等特點，通過利用這種調(diào)節(jié)模式，可以確保離心式風(fēng)機、貧液泵調(diào)節(jié)得以高效響應(yīng)，并且實現(xiàn)遠程控制，從根本上解決頻率信號波動、頻率指令信號與顯示不統(tǒng)一、變頻器經(jīng)常推出等問題，為進一步提高變頻系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和安全性提供有力的保障。

參考文獻：

[1]陳國柱，呂征宇，錢照明.工廠供電系統(tǒng)諧波狀況測試[J].電工技術(shù)，2020，26（14）：21-22.

[2]范秉勝.工廠供電系統(tǒng)升壓改造方式應(yīng)用的效果分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019，33（17）：45-46.