從最近召開(kāi)的全國(guó)火電大機(jī)組（300MW）競(jìng)賽第36屆年會(huì)上獲悉，有很多火（熱）電廠(chǎng)因?yàn)榻o粉機(jī)變頻器低壓跳閘問(wèn)題無(wú)法解決，竟將現(xiàn)有的變頻調(diào)速系統(tǒng)重新?lián)Q回原先的滑差調(diào)速系統(tǒng)。在當(dāng)前全國(guó)節(jié)能減排的大形式下，電廠(chǎng)做為節(jié)能減排的重點(diǎn)行業(yè)，這樣無(wú)疑會(huì)減緩整個(gè)行業(yè)節(jié)能減排的步伐。電廠(chǎng)的節(jié)能降耗豈能因?yàn)樽冾l器的這一通病而因“噎”廢食？解決給粉機(jī)變頻器低壓跳閘引發(fā)MFT動(dòng)作和非計(jì)劃停爐，也成了整個(gè)行業(yè)變頻改造的關(guān)鍵問(wèn)題。國(guó)臣公司研發(fā)的SGS爐膛安全給粉控制系統(tǒng)，正是為解決這一技術(shù)難題而產(chǎn)生的。
     燃煤火電廠(chǎng)的負(fù)荷的變化是隨燃煤量的變化而變化。燃煤量的調(diào)節(jié)主要通過(guò)改變給粉機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)。以往鍋爐給粉機(jī)主要由滑差電機(jī)來(lái)調(diào)節(jié)，由于給粉機(jī)所處環(huán)境粉塵多，溫度高，滑差電機(jī)的線(xiàn)圈經(jīng)常容易燒壞。尤其是漏粉現(xiàn)象較嚴(yán)重的老電廠(chǎng)，故障率更高?；铍姍C(jī)的調(diào)速是非線(xiàn)形的，運(yùn)行不夠穩(wěn)定，滑差電機(jī)的電磁線(xiàn)圈亦易被煤粉堵塞而燒壞。將鍋爐給粉滑差控制改為變頻控制，有效地克服了原滑差電機(jī)有死區(qū)，速度調(diào)節(jié)非線(xiàn)性，飛速等不足。

原滑差系統(tǒng)的缺陷
     原來(lái)電廠(chǎng)的給粉系統(tǒng)多采用的是滑差控制，由滑差電機(jī)、同操器和滑差控制器組成。該系統(tǒng)對(duì)電廠(chǎng)的鍋爐給粉存在著以下幾個(gè)方面的缺陷：
1 滑差電機(jī)難以勝任鍋爐給粉的惡劣環(huán)境，鍋爐給粉的環(huán)境中粉塵很大，溫度較高。滑差電機(jī)經(jīng)常處在這種惡劣環(huán)境下，滑差離合器內(nèi)會(huì)經(jīng)常引起積灰、堵塞現(xiàn)象；造成電機(jī)堵轉(zhuǎn)，甚至燒毀電磁線(xiàn)圈和電機(jī)。
2 滑差電機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)存在死區(qū)，速度調(diào)節(jié)線(xiàn)性不好，且高速時(shí)容易引起飛速等現(xiàn)象，對(duì)速度不易控制。
3 滑差電機(jī)控制器輸出不穩(wěn)，電機(jī)運(yùn)行時(shí)容易出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象。
4 滑差電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，維修難度大，不易維修；且故障率較高，經(jīng)常在這種惡劣環(huán)境中維護(hù)電機(jī)勢(shì)必加大工人勞動(dòng)強(qiáng)度。
5 滑差電機(jī)的動(dòng)力電機(jī)在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，始終處于滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，這樣不僅浪費(fèi)能源，而且減少電機(jī)的使用壽命。
6 滑差電機(jī)頻繁出現(xiàn)故障，勢(shì)必影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行；同時(shí)，工人們經(jīng)常在這種惡劣的環(huán)境下維護(hù)電機(jī)，也勢(shì)必引起工人的厭煩情緒，引起工人對(duì)工作的不滿(mǎn)等。
鑒于以上各種原因，同時(shí)為了有效保障發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，提高發(fā)電效率，現(xiàn)在電廠(chǎng)的鍋爐給粉系統(tǒng)中多已將將滑差控制改為變頻控制。
     鍋爐給粉變頻調(diào)速系統(tǒng)主要由變頻調(diào)速柜、手操器、備用電源自投柜、電機(jī)組成。由于采用了變頻器，其單機(jī)給粉機(jī)的啟、停只需操作小開(kāi)關(guān)即可，所以在主電路中免去了交流接觸器，增加了可靠性。而交流異步鼠籠電動(dòng)機(jī)其防護(hù)等級(jí)為IP44，既耐粉塵，又耐高溫，加上變頻調(diào)速器的無(wú)級(jí)平滑的調(diào)速，使該系統(tǒng)具有調(diào)速線(xiàn)性、運(yùn)行穩(wěn)定、節(jié)能、易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。另外由于煤質(zhì)的變化，給粉機(jī)有時(shí)會(huì)發(fā)生堵轉(zhuǎn)。以往堵轉(zhuǎn)故障給電氣、熱工、鍋爐、運(yùn)行等方面專(zhuān)業(yè)帶來(lái)很多麻煩。用變頻調(diào)速系統(tǒng)后，只需運(yùn)行人員按正、反轉(zhuǎn)按鈕即可排除堵轉(zhuǎn)故障，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了消缺時(shí)間。

交流變頻控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
1 利用三相交流電機(jī)替代滑差電機(jī)。這樣電機(jī)在這種惡劣環(huán)境下就不會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)積灰、堵塞現(xiàn)象。三相交流電機(jī)能夠很好地適應(yīng)這種惡劣環(huán)境。由于交流異步電動(dòng)機(jī)防護(hù)等級(jí)高（IP44），電機(jī)可實(shí)現(xiàn)免維護(hù)。
2 采用了交流變頻控制器，它具有體積小，功能強(qiáng)，技術(shù)先進(jìn)，可靠性高和性能優(yōu)異等特點(diǎn)。變頻器調(diào)速線(xiàn)性度可達(dá)99%，轉(zhuǎn)速平穩(wěn)，沒(méi)有漂移，避免了溜負(fù)荷現(xiàn)象。給粉均勻，燃燒穩(wěn)定，降低了鍋爐投油值。
3 變頻器操作直觀方便，節(jié)能，維護(hù)量小，具有液晶顯示的人機(jī)接口模塊，其性能價(jià)格比遠(yuǎn)高于滑差控制系統(tǒng)。
4 采用變頻控制后，系統(tǒng)日常故障率會(huì)大大降低，日常維護(hù)量小，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度；提高系統(tǒng)的遠(yuǎn)行效率。百分之八十以上的堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象只需按正、反轉(zhuǎn)按鈕即可消缺，大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。
5 采用變頻器控制三相交流電機(jī)，三相交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)隨著變頻器輸出電壓的高低而變化，不會(huì)經(jīng)常處于滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，對(duì)節(jié)能降耗起著重要作用。通過(guò)實(shí)際測(cè)試，其節(jié)能在30%左右，效果顯著。電氣主電路和控制回路簡(jiǎn)單，可靠，便于維護(hù)。采用雙電源供電和備用電源處于熱備用狀態(tài)。當(dāng)一側(cè)工作電源掉電時(shí)，另一側(cè)電源自動(dòng)投入。
6 采用變頻控制后，可以有效地保障整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，降低系統(tǒng)的故障率，提高系統(tǒng)的安全可靠性。
7 變頻器具有內(nèi)在的保護(hù)功能
（1） 相間短路保護(hù)
（2） 電動(dòng)機(jī)上電過(guò)程中的接地故障保護(hù)
（3） 不適當(dāng)通風(fēng)引起的過(guò)熱保護(hù)
8 通過(guò)變頻器的人機(jī)接口模塊，可以方便地改變和監(jiān)控變頻器的各種運(yùn)行參數(shù)。變頻調(diào)速系統(tǒng)還可把各臺(tái)給粉機(jī)的同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成以下電信號(hào)：4-20mA和0-5V送至DCS。
9 變頻器對(duì)電機(jī)具有多種保護(hù)功能。
（1） 對(duì)電機(jī)的過(guò)流保護(hù)
（2） 對(duì)電機(jī)的過(guò)熱保護(hù)
（3） 對(duì)電機(jī)的過(guò)壓欠壓保護(hù)
（4） 瞬間掉電保護(hù)
（5） 控制線(xiàn)路掉電保護(hù)
（6） 接地短路保護(hù)
（7） 輸出短路保護(hù)

火電廠(chǎng)目前存在的問(wèn)題
     變頻器以其調(diào)速精確、使用簡(jiǎn)單、保護(hù)功能齊全等優(yōu)點(diǎn)逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的調(diào)速控制裝置而在電廠(chǎng)給粉機(jī)上得到廣泛應(yīng)用，但由于國(guó)內(nèi)某些工廠(chǎng)的電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定，導(dǎo)致變頻器在使用中產(chǎn)生了新的問(wèn)題—變頻器低壓保護(hù)跳閘。這種跳閘會(huì)因?yàn)樽冾l器的保護(hù)設(shè)置不同而表現(xiàn)為過(guò)流保護(hù)或低壓保護(hù)。但其原因都是因?yàn)殡娋W(wǎng)低電壓引起的。低電壓通常都是短時(shí)的，主要是因?yàn)殡娋W(wǎng)晃電或備自投切換時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。引起電網(wǎng)晃電的原因很多，如主電網(wǎng)側(cè)的電網(wǎng)波動(dòng)、負(fù)荷不平衡、雷擊、電力切換等原因，負(fù)載側(cè)的大型設(shè)備啟動(dòng)和應(yīng)用、線(xiàn)路過(guò)載等原因。大多數(shù)自備電廠(chǎng)，它所生產(chǎn)的電能和熱能絕大多數(shù)是供它內(nèi)部使用的，電廠(chǎng)給粉機(jī)變頻器在遇到廠(chǎng)用電壓瞬時(shí)低于變頻器的低電壓保護(hù)值(根據(jù)變頻器的型號(hào)不同該值也不同)時(shí)變頻器停機(jī)，導(dǎo)致給粉機(jī)停機(jī)，同時(shí)會(huì)給FSSS(鍋爐安全監(jiān)控系統(tǒng))發(fā)出給粉機(jī)停止信號(hào)，這樣會(huì)導(dǎo)致FSSS的MFT動(dòng)作。因?yàn)榻o粉機(jī)變頻器低壓保護(hù)跳閘而引起的非計(jì)劃停爐，給電廠(chǎng)帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)損失，也是目前電廠(chǎng)面臨的比較大的問(wèn)題，只有很好的解決該問(wèn)題才能保證電廠(chǎng)安全、可靠、高效的正常運(yùn)行。這種問(wèn)題主要是因?yàn)殡姀S(chǎng)給粉變頻調(diào)速系統(tǒng)的缺陷引起的。目前，多數(shù)電廠(chǎng)的給粉系統(tǒng)使用的變頻調(diào)速系統(tǒng)，通過(guò)DCS或操作臺(tái)輸出4～20mA信號(hào)控制變頻器的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)給粉調(diào)節(jié)。變頻器的起、停、故障和1C/2C電源等信號(hào)再返送給FSSS，F(xiàn)SSS通過(guò)這些信號(hào)來(lái)判斷給粉全停邏輯，并引發(fā)MFT動(dòng)作。給粉調(diào)速系統(tǒng)的配電柜，多采用1C/2C分別供電、3C備自投切換方式，當(dāng)有MFT動(dòng)作時(shí)，采用大聯(lián)鎖切除給粉變頻1C/2C電源，停止供粉。
這種給粉變頻調(diào)速系統(tǒng)最大的問(wèn)題就是抗晃電能力差。
1）控制電路抗晃電能力差。這種給粉變頻調(diào)速系統(tǒng)的成套比較陳舊，特別是靠操作臺(tái)來(lái)控制調(diào)速的系統(tǒng)，控制電路都是設(shè)計(jì)安裝在變頻器柜內(nèi)，當(dāng)廠(chǎng)用電晃電時(shí)，控制電路失電，無(wú)法達(dá)到調(diào)速控制目的。有些DCS的信號(hào)輸入需要電壓－電流信號(hào)轉(zhuǎn)換，這種轉(zhuǎn)換模塊也成套在變頻柜內(nèi)，當(dāng)電網(wǎng)晃電時(shí)，這些信號(hào)也一樣無(wú)法送達(dá)DCS。
2）變頻器本身抗晃電能力差。當(dāng)廠(chǎng)用電瞬間跌落或備自投切換時(shí)，變頻器會(huì)欠壓保護(hù)，當(dāng)電壓恢復(fù)時(shí)，變頻重啟動(dòng)。這是變頻器設(shè)計(jì)原理決定的，所有廠(chǎng)家的變頻器都存在這種問(wèn)題。
3）1C/2C接觸器抗晃電能力差，有很多電廠(chǎng)存在晃電時(shí)接觸器先跳閘的問(wèn)題，但這是表面問(wèn)題，即使接觸器不跳閘，變頻器也會(huì)因?yàn)樗查g失電跳閘，給粉系統(tǒng)一樣無(wú)法正常工作。

直流支撐技術(shù)
     變頻器是由整流器和逆變器兩部分組成。通過(guò)對(duì)變頻器的研究，變頻器低電壓指其中間直流回路低電壓(即逆變器輸入電壓過(guò)低)。一般的變頻器都具有過(guò)壓、失壓和瞬間停電的保護(hù)功能。變頻器的逆變器件為GTR時(shí)，一旦失壓或停電，控制電路將停止向驅(qū)動(dòng)電路輸出信號(hào)，使驅(qū)動(dòng)電路和GTR全部停止工作，電動(dòng)機(jī)將處于自由制動(dòng)狀態(tài)。逆變器件為IGBT時(shí)，在失壓或停電后，將允許變頻器繼續(xù)工作一個(gè)短時(shí)間td，若失壓或停電時(shí)間to＜td，變頻器將平穩(wěn)過(guò)度運(yùn)行；若失壓或停電時(shí)間to＞td ，變頻器自我保護(hù)停止運(yùn)行。一般td都在15～25ms,只要電源“晃電”較為強(qiáng)烈，to都在幾秒鐘以上，變頻器自我保護(hù)停止運(yùn)行，使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。
結(jié)合變頻器的原理和工作方式，采用抗晃電系統(tǒng)，是解決變頻器低壓跳閘的最好辦法。
     變頻器的雛形是直流變頻器，交流變頻器只是在直流變頻器的前端加上了整流器。變頻器的控制電源和作功電源都來(lái)自于變頻器內(nèi)部的直流母線(xiàn)。新型變頻器都有直流母線(xiàn)端子。直流電源技術(shù)已經(jīng)非常成熟，都配備了完善的自檢系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)目前有100多家知名的直流電源廠(chǎng)商，很多直流電源廠(chǎng)商就是用變頻器逆變做為交流電源輸出端的。直流電源做為變頻器的備用電源，解決變頻器的低壓跳閘，已在其他安全級(jí)別要求不高的行業(yè)有成熟的應(yīng)用。如：江蘇的美國(guó)醋纖（南通）公司，在1996年就使用了直流電源做為變頻器的備用電源。
使用瓶頸
火電廠(chǎng)要使用這種技術(shù)的瓶頸在哪兒？
1. 安全級(jí)別高?；痣姀S(chǎng)鍋爐控制系統(tǒng)屬于SIL3級(jí)，相當(dāng)于AK5級(jí)。
2. 火電廠(chǎng)使用直流電源的關(guān)鍵是既要適時(shí)供電，又要緊要關(guān)頭斷電，且斷的可靠性要求更高。
3. 抗晃電系統(tǒng)要和FSSS聯(lián)動(dòng)，要進(jìn)行FSSS的邏輯運(yùn)算，廠(chǎng)商要熟悉電廠(chǎng)控制系統(tǒng)，要有電廠(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，這是直流電源廠(chǎng)家不能做到的。
     從系統(tǒng)安全級(jí)別入手，從斷的可靠性入手我們專(zhuān)為熱