SGS安全给粉系统在热电厂的应用

刚家惠

摘 要：通过对给粉变频现状分析，提出利用直流支撑技术，对现有的给粉变频调速控制系统进行改造，确保在电网晃电时，变频器不会因为低压跳闸，炉膛不会因为熄火或者MFT动作而停炉，进而确保炉膛给粉平稳、负荷稳定度过晃电期。

关键词：SGS；变频器；VSP直流支撑；给粉机

中图分类号： TH165.3 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）17-181-2

1 辽化热电厂变频给粉系统现状及存在问题

辽化热电厂有7台锅炉，给粉机采用变频调速控制，变频器采用的是AB变频器。每台炉的给粉机的动力电源配电盘有两个，各带6台给粉机。每个配电盘设有两路电源，取自不同的厂用段。给粉机的转速是由锅炉DCS输出的信号控制的，通过改变变频器的转速来调整给粉机的给粉量。同时，将变频器的起、停、故障和交流电源等信号进行采集传送给DCS，DCS通过这些信号来控制给粉机全停逻辑。当锅炉MFT保护动作时，则切除给粉机两路电源，给粉机全部停运，停止向炉膛供粉。

变频器本身有欠压保护，当电压低于一定程度时，变频器欠压保护动作停运。

基于上述逻辑，当电气系统发生瞬间晃电或备自投切换时，变频器欠压保护动作使给粉机停运，并引发锅炉MFT动作，跳开给粉配电柜两路电源，炉灭火。这种事故在该厂经常发生，严重影响企业生产稳定，给辽化热电厂造成较大的经济损失。

2 抗晃电主要应对措施

解决这一问题目前主要的应对措施有以下几种：

①对锅炉给粉机的全停时间进行调整。在锅炉的炉膛安全监控系统上对给粉机的全停逻辑进行延时，变频器增置快速重启动功能。当晃电恢复后，给粉机在延时内可以重新启动，可以避免锅炉灭火。但存在风险，延时的时间需要慎重，如果时间过短，达不到预期目的；如果延时的时间太长，则会有可能发生爆炉事故。

②更换给粉机变频器。更换失电工作时间较大的变频器。目前变频器最大失电工作时间也经常躲不过晃电时间。

③装设交流在线UPS。如果每台炉的给粉机都装设UPS，则总容量很大，投资大，而实际用时很少，只是在晃电瞬间才使用，效率低，成本高。

④采用直流支撑方式，解决变频器跳闸问题。变频器原理就是通过整流单元将交流电变成直流电，再由逆变单元将直流电转变成需要频率的交流电的工作方式。其结构中设有直流母线，而直流支撑技术就是在变频器晃电时，通过直流端子对直流母线进行电压支持的方法，保证变频器不会因为电压低跳闸。（见图1）

通过上述四种措施，我们认为第四种方案可行，故决定对我厂每台炉给粉机采用直流支撑方式解决变频器晃电问题。即加装一套SGS安全给粉系统，我们选用南京国臣信息化自动公司生产的SGS安全给粉系统。

3 SGS安全给粉系统

3.1 工作原理

该系统由于在S直流输出和变频器直流母线间加装了晶闸管和控制单元。正常运行时，通过控制晶闸管使之与变频器完全隔离，保证当电网电压在额定90%以上时，系统不工作，处于热备用状态；当电力系统出现晃电时，系统电压若跌到额定电压20%～90%之间，控制单元就会控制晶闸管瞬时启动，维持变频器直流母线电压在DC500V左右，保证变频器正常运行；当电网电压恢复后，变频器整流输出端子电压达到正常值时，控制单元会控制晶闸管停止输出，SGS退出工作状态，转为热备用状态，变频器自动转换由电网供电；当MFT动作或变频器停止运行时，SGS系统会自动退出。

本系统的核心设备是电压暂降保护器VSP系统，它不仅具有连续电压调节的功能，同时还具有修正电压暂降、相位角偏差、不平衡等特性。该系统能够保护敏感负载免受电压突变的干扰。对电压暂降作出快速校正，并能连续调节电压和负载电压补偿。实现对交流电网中经常出现的电压暂降的免疫能力。

单套VSP的负载容量可达45kW。它对交流电网中低至40%的三相电压暂降和断电具有极快的响应速度，我厂的给粉机电机是2.2kW，12台给粉机总容量是26.4kW，完全能够满足要求。（见图2）

3.2 SGS系统组成

VSP升压模块：能保护直流设备不受电压暂降损害。

执行单元：回路单元由断路器、接触器、熔断器和隔离单元组成。

监测单元：是变频器的联锁控制部分。负责监测变频器的运行状态信号、故障信号，控制SGS系统的备份、投运和退出过程。同时对运行参数显示，故障报警存储，以及直流回路状态监测。

4 改造试验与效果

在2013年我们开始#6、#7炉改造，改造中进行了带负荷试验。

试验步骤如下：

①设置系统支持时间60S。

②依次启动变频器，观察SGS运行指示正常，并依次停止变频器均指示正常。

③将12台给粉机变频器全部启动带10%负荷。（现场条件限制，只能带这些）分别断开变频器的交流电源空开，检测SGS系统投入支持情况，通过检测，每个给粉机都有放电电流记录。在60S后放电电流自动回零，退出支持

试验结果：

①并检测在SGS支持期间，变频器的频率及转述保持不变。

②在SGS支持期间，恢复变频器的交流电源，检测SGS的放电电流，发现均回零，自动退出支持。

③在SGS支持期间，发出MFT动作信号，检测SGS的放电电流，发现均回零，自动退出支持。

从2013年12月改造结束后，运行2年时间运行来看，效果很好。期间经过2次系统晃电及3次备自投自动切换，给粉机转速平稳，没有波动，炉组运行正常。

5 结束语

SGS安全给粉系统能够有效解决由于电网电压波动以及备用电源自动切换装置切换过程中，造成给粉机变频器低压保护跳闸问题，从而防止炉膛灭火、MFT动作，保证了锅炉给粉系统的稳定运行。

参 考 文 献

[1] 姜忠山，闫红厂，郭鹏.变频器抗“晃电”的直流支撑概述[J].电子设计工程.2015，23（4）：21-23.

[2] 郭睿.针对变频器设备抗晃电技术的应用[J].智能建筑，2015（11）.