吉林電力變頻器在電機(jī)控制中的應(yīng)用孔凡場(chǎng)，侯茂春（松江河發(fā)電廠，吉林撫松134500）5型變頻器的主要功能和特點(diǎn)及對(duì)電機(jī)所設(shè)保護(hù)的主要功能。通過(guò)在松江河發(fā)電廠的應(yīng)用，其起動(dòng)頻率、加速時(shí)間等都可設(shè)定，使用效果很好，保證了機(jī)組的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

　　在水輪發(fā)電機(jī)組輔助系統(tǒng)中，使用電機(jī)控制的地方主要有：機(jī)組油壓系統(tǒng)中壓油泵、漏油泵，排水系統(tǒng)中滲漏集水井深井泵、檢修集水井深井泵等。由于這些泵在電機(jī)控制方面存在啟動(dòng)電流大、保護(hù)靈敏度低的問(wèn)題，不能起到控制、保護(hù)電機(jī)的作用，經(jīng)常燒損電機(jī)。

　　松江河發(fā)電廠小山電站（以下簡(jiǎn)稱(chēng)松江河廠）位于松花江上游，裝有2臺(tái)單機(jī)容量為80MW的水輪發(fā)電機(jī)組，擔(dān)負(fù)著吉林省電網(wǎng)發(fā)電、調(diào)壓、調(diào)峰和事故備用的任務(wù)。2臺(tái)機(jī)組于1997年12月并網(wǎng)發(fā)電。1998年松江河廠由于此原因燒損壓油泵電機(jī)達(dá)4臺(tái)次，不僅造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)又給機(jī)組安全運(yùn)行造成威脅。于是我們采用IPF-18.5型變頻器，經(jīng)過(guò)將近6年時(shí)間的運(yùn)行，效果很好?，F(xiàn)將該型變頻器的主要功能和特點(diǎn)及對(duì)電機(jī)所設(shè)保護(hù)的主要功能介紹如下。

　　1壓油泵電機(jī)控制方面存在的問(wèn)題1.1啟動(dòng)電流大松江河廠水輪發(fā)電機(jī)組輔助系統(tǒng)壓油泵電機(jī)控制方面存在的問(wèn)題，是在壓油泵電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中，啟動(dòng)電流很大，一般達(dá)額定電流的46倍；壓油泵與壓油罐之間通過(guò)組合閥聯(lián)接，組合閥中有兩級(jí)逆止閥和一個(gè)安全閥，打壓過(guò)程中，必須先把逆止閥打開(kāi)，油才能進(jìn)入壓油罐，由于電機(jī)啟動(dòng)是自啟動(dòng)，在電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中瞬間就帶滿負(fù)荷，因此，造成電機(jī)過(guò)負(fù)荷，燒損電機(jī)。

　　1.2保護(hù)靈敏度低在電機(jī)控制系統(tǒng)的保護(hù)功能上，過(guò)負(fù)荷保護(hù)采用熱敏元件，靈敏度很低，一旦電機(jī)過(guò)負(fù)荷根本起不到保護(hù)作用；斷相保護(hù)采用3個(gè)單相電流互感器，通過(guò)三相電流不平衡判斷是否斷相，此保護(hù)靈敏度也很低。1999年8月，由于松江河廠小小線A相跌落式開(kāi)關(guān)保險(xiǎn)過(guò)熱熔斷，造成全廠廠用電源缺相，將1、號(hào)機(jī)4臺(tái)壓油泵和2號(hào)機(jī)漏油泵共5臺(tái)電機(jī)同時(shí)燒損。此時(shí)1號(hào)機(jī)組正處在運(yùn)行之中，由于電機(jī)燒損，油壓不能建立，造成事故低油壓“保護(hù)動(dòng)作，導(dǎo)致1號(hào)機(jī)甩負(fù)荷事故停機(jī)，此時(shí)所有的斷相保護(hù)都沒(méi)有起到保護(hù)作用。事故發(fā)生后，對(duì)斷相保護(hù)器進(jìn)行了試驗(yàn)，在三相電壓平衡并帶負(fù)荷的情況下，突然人為切除一相電壓，但開(kāi)關(guān)沒(méi)有動(dòng)作，經(jīng)幾次試驗(yàn)，開(kāi)關(guān)沒(méi)有一次動(dòng)作，說(shuō)明此斷相保護(hù)器根本起不到保護(hù)作用。

　　2變頻器在電機(jī)控制中的應(yīng)用1變頻器的功能及電氣連接1999年末，經(jīng)認(rèn)真研究分析并經(jīng)考察，松江河廠決定選用IPF-18. 5型變頻器。

　　2.1.1變頻器的功能變頻器功能是在大功率整流元件的基礎(chǔ)了發(fā)展2.2變頻器啟動(dòng)頻率、加速時(shí)間等功能的設(shè)定及特點(diǎn)變頻器的啟動(dòng)頻率可調(diào)啟動(dòng)時(shí)，電機(jī)頻率從0.0250Hz緩慢啟動(dòng)，啟動(dòng)電流從0到額定電流時(shí)也緩慢變化，大大降低了電機(jī)的啟動(dòng)電流。通過(guò)試驗(yàn)及調(diào)整，松江河廠壓油泵電機(jī)變頻器啟動(dòng)頻率設(shè)定為5Hz.加速時(shí)間任意設(shè)定加速時(shí)間指電機(jī)啟動(dòng)從轉(zhuǎn)速為0到額定轉(zhuǎn)速所用的時(shí)間，可調(diào)范圍為06 500s.加速時(shí)間越長(zhǎng)，啟動(dòng)越平穩(wěn)，但到達(dá)額定電流所用時(shí)間就越長(zhǎng)。根據(jù)松江河廠壓油泵電機(jī)的啟動(dòng)特性，壓油泵電機(jī)變頻器加速時(shí)間設(shè)定為15s.通過(guò)加速時(shí)間設(shè)定后，在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，聲音從小到大，轉(zhuǎn)速平穩(wěn)。通過(guò)采用變頻器這種啟動(dòng)方式，對(duì)電機(jī)啟動(dòng)非常有好處，大大延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命；若無(wú)變頻器，電機(jī)自啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)瞬間聲音較大，發(fā)出尖銳的噪聲同時(shí)轉(zhuǎn)速也不穩(wěn)定，這種啟動(dòng)方式將會(huì)造成電機(jī)損壞并降低電機(jī)的使用壽命。

　　基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)頻率可調(diào)變頻器輸出電壓可在50460V間任意選擇；運(yùn)行頻率可在30120Hz間任意選擇，輸出電壓和運(yùn)行頻率可以在特定條件和特定要求下運(yùn)行。根據(jù)松江河廠壓油泵電機(jī)運(yùn)行狀況，變頻器額定電壓和額定頻率選擇為二次控制電源端子的連接圖起來(lái)的，將變頻、微電子、機(jī)電結(jié)合起來(lái)。它先把50Hz的交流電整流成直流電，然后通過(guò)可控整流元件把直流電變成可控的交流電，以驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到控制電機(jī)啟、停及故障報(bào)警輸出等目的。一次系統(tǒng)接線見(jiàn)。

　　主電路及控制電源端子的連接2.1.2變頻器的電氣連接R、S、T端子變頻器進(jìn)線端子，前面只增加相應(yīng)容量的空氣開(kāi)關(guān)既可。PI、P端子為直流電抗器端子，可視具體情況決定，主要為電機(jī)停機(jī)制動(dòng)，松江河廠沒(méi)有增加此功能。U、V、W為變頻器輸出端子，與電機(jī)三相進(jìn)線相接。

　　二次系統(tǒng)接線見(jiàn)?？梢钥闯?，此變頻器功能很多，但松江河廠只使用控制電機(jī)啟、停及故障報(bào)警輸出等功能，其他功能有待研宄后使用。

　　1運(yùn)轉(zhuǎn)中輸出I頻率一致輸出I過(guò)載警告輸出正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)3速第3加減速空轉(zhuǎn)停止第2加減速寸動(dòng)運(yùn)行緊急停止外部熱敏器頻率指令運(yùn)行指令選擇共有操作面板控制、外部端子信號(hào)操作控制（外部命令）、串行通信（遠(yuǎn)方命令）控制3種運(yùn)行指令。松江河廠變頻器選用外部端子信號(hào)操作控制，由機(jī)組PLC根據(jù)油壓情況集中控制。

　　頻率指令設(shè)定方法的選擇有操作面板、外部模擬信號(hào)（05V）、外部模擬信號(hào)（010V或電位器）、外部模擬信號(hào)（420mA）、步進(jìn)設(shè)定、二進(jìn)制設(shè)定、裝置內(nèi)部設(shè)定、串行設(shè)定等，特別是外部模擬信號(hào)控制非常有用。電機(jī)頻率可以根據(jù)被控制設(shè)備的變化而變化，如有些壓力要求特別嚴(yán)格的條件下，保持某一特定壓力，變頻器會(huì)在外部模擬信號(hào)控制命令下變頻運(yùn)行，常用的外部信號(hào)為420mA電流。

　　2.3變頻器所設(shè)電機(jī)保護(hù)的主要功能應(yīng)該說(shuō)，變頻器的變頻啟動(dòng)和變頻運(yùn)行，本身就是對(duì)電機(jī)比較好的保護(hù)，另外，它還有二次保護(hù)系統(tǒng)所具有的所有保護(hù)，主要包括以下幾項(xiàng)。

　　a-過(guò)電流限制（防止失速）當(dāng)電流超過(guò)設(shè)定的電流值時(shí)，可改變頻率的變化率來(lái)限制電流的加。加速時(shí)：當(dāng)輸出電流達(dá)到設(shè)定值，暫時(shí)降低頻率的上升或降低頻率變化率，防止失速，以限制電流值來(lái)進(jìn)行加速；恒速時(shí)：若電機(jī)過(guò)載，輸出電流達(dá)到設(shè)定值，就進(jìn)行頻率的降低，當(dāng)過(guò)載狀態(tài)解除以后就返回到設(shè)定的頻率。松江河廠變頻器限制設(shè)定值為150%/e.過(guò)電流保護(hù)當(dāng)電流過(guò)大，超過(guò)變頻器的容許值范圍時(shí)，保護(hù)電路就發(fā)生動(dòng)作，使變頻器停機(jī)（變頻器自動(dòng)判斷，不需用戶設(shè)定）。

　　過(guò)電壓保護(hù)因電機(jī)反饋的再生能量過(guò)大而使變頻器的直流環(huán)路電壓超過(guò)規(guī)定值時(shí)，保護(hù)電路動(dòng)作，使變頻器停機(jī)。如果電機(jī)減速中的再生能量過(guò)大，超過(guò)制動(dòng)電阻的消費(fèi)量，使變頻器直流電壓進(jìn)一步上升，此時(shí)就會(huì)截止頻率的下降而讓頻率上升，以防止過(guò)電壓跳閘；再生能量開(kāi)始減少時(shí)，頻率變化率則變緩，并再次開(kāi)始減速。

　　另外還有欠壓保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、進(jìn)線斷相保護(hù)、外部熱敏器動(dòng)作保護(hù)、CPU異常保護(hù)等，這些都能起到保護(hù)電機(jī)的作用。

　　3結(jié)束語(yǔ)2000年初，松江河廠在1、2號(hào)機(jī)油壓裝置壓油泵電機(jī)（18.5kW，4臺(tái)）、漏油裝置油泵電機(jī)（5kW，2臺(tái)）和公用油壓裝置壓油泵電機(jī)（18.5kW，2臺(tái)）的控制中，都安裝了IPF-18. 5型變頻器。經(jīng)過(guò)5年多時(shí)間的運(yùn)行，效果很好，從未發(fā)生過(guò)電機(jī)損壞，大大延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命，提高了設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的可靠性，下一步準(zhǔn)備在滲漏集水井控制電機(jī)（55kW，2臺(tái)）和檢修集水井控制電機(jī)（75kW，2臺(tái)）控制中，都安裝上該型變頻器。

　?。ň庉嬂罱∑剑┘蛛娏Γㄉ辖拥?1頁(yè)）表6 10號(hào)機(jī)再生循環(huán)、運(yùn)行監(jiān)督全分析數(shù)據(jù)5實(shí)際再生處理在模擬現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)取得成功后，依據(jù)所掌握的處理?xiàng)l件，對(duì)10號(hào)機(jī)酸值接近標(biāo)準(zhǔn)值的汽輪機(jī)油進(jìn)行了吸附劑再生。將現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行油用油缸車(chē)運(yùn)至油處理室，共約20t，分15次再生，每次再生嚴(yán)格控制各項(xiàng)指標(biāo)在合格范圍內(nèi)。再生后總油量為17.8t，經(jīng)化驗(yàn)分析再生油各項(xiàng)性能指標(biāo)符合新油標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)我們還做了1：3、：4等各種比例的混油試驗(yàn)，均達(dá)到酸值破乳化度閃點(diǎn)粘度w（T501）項(xiàng)目再生循環(huán)后油樣運(yùn)行油樣1運(yùn)行油樣2理想效果。

　　2005年5月14日，10號(hào)機(jī)劣化油全部再生完畢，循環(huán)過(guò)濾16天后，5月30日打入10號(hào)機(jī)組進(jìn)行油系統(tǒng)沖油循環(huán)。經(jīng)連續(xù)監(jiān)測(cè)化驗(yàn)，10號(hào)機(jī)組再此次再生，成功運(yùn)用吸附劑再生與添加劑相結(jié)合的方法，保證了再生后油品的質(zhì)量及機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，節(jié)約資金8萬(wàn)元，并為今后類(lèi)似情況積累了經(jīng)驗(yàn)。

　　生油質(zhì)符合新油標(biāo)準(zhǔn)，各項(xiàng)指標(biāo)見(jiàn)表6.其中目測(cè)油質(zhì)外狀透明，不含水分和雜質(zhì)，均無(wú)液相銹蝕。（編輯田淑華）