摘要：本文介绍了在6kv厂用电在特殊运行方式下，脱硫装置重要设备增压风机单相接地电压保护及差动保护动作跳闸故障，具体叙述了故障处理'>故障处理过程，并结合实际运行情况进行了原因分析。

关键词：脱硫增压风机；故障处理'>故障处理；原因分析

1　概况

重庆发电厂烟气脱硫项目是引进德国政府贷款和先进技术的示范工程， 该项目安装一套供两台670 t / h 锅炉共用的湿法石灰石―石膏脱硫系统，是我国目前火电厂运行中规模最大的烟气脱硫装置。脱硫项目电气一、二设备和DCS控制系统为全套引进德国设备，DCS控制系统软件和继电保护装置为德国西门子公司产品。脱硫装置处理烟气量160万Nm³ / h，硫脱效率达到95 %以上，该工程自2000年底建成投进使用，它投运后极大地减少了燃煤烟气中二氧化硫的排放量，使排放的二氧化硫量年减少5万吨以上，为降低重庆主城区空气的二氧化硫含量做出了重大贡献，发挥出了积极的环保效益与社会效益。

2　脱硫装置电气一次结线简介

脱硫装置电气一次结线图如图1所示：

            #2机6kv B段                                               脱硫6kv B段

                                 YH                        YH

         #2-2给水泵          灰场电源               浆液循环泵              增压风机

2500 kw         1000 KVA                    950 kw               3510 kw

脱硫变接于#2发电机出口，正常运行方式为脱硫变供脱硫FGDA、B段。因脱硫系统为两台机组共用，当#2机停运时，将出现如图1所示高备变B分支同时供#2机6kvB段和脱硫6kvB段的特殊运行方式。

3　脱硫增压风机运行中两次故障跳闸情况

3.1　单相接地电压保护动作增压风机跳闸

（1）故障现象

a 脱硫电源系统正常运行，增压风机跳闸；

b 脱硫6kvB段电压互感器YH柜上XU1-E接地故障继电器面板发光二极管“XU1-E”点亮报警；

c 增压风机开关柜上7UT51电流差动保护和7SJ600限时过流保护没有报警信号；

d #2机6kvB段电压互感器YH柜上尽缘监察继电器XJJ未动作报警。

（2）处理过程

根据上述现象，首先按照运行规程对增压风机电气一次设备进行全面外观检查，未发现异常，然后停电丈量电机带电缆对地的尽缘电阻和吸收比合格，初步判定增压风机电气一次设备没有故障点。同时检查发现在增压风机期间，XU1-E接地故障继电器面板发光二极管“XU1- E”仍然点亮报警，因此，对照单相接地电压保护整定值（12.0V），进行实测电压互感器YH二次开口三角形绕组U_e―U_n端子的零序电压3U₀，实测零序电压3U₀=13.80V ，推断保护正确动作，系统存在单相接地点，必须及时进行查找。

按照规程规定的顺序，停运脱硫6kvB段上所有的负荷，没有找到故障点；对电压互感器YH和6kvB段母线停电测尽缘电阻，仍然没有发现故障点。恢复脱硫6kvB段母线运行后，XU1- E接地故障继电器面板发光二极管“XU1- E”再次点亮报警，经过电气专业组研究讨论，以为德国专家整定保护定偏小，由于我厂整定的#2机组6kvB段单相接地尽缘监察电压继电器定值3U₀=15.0V，因此将XU1-E接地故障继电器定值3U₀由12.0 V调整到16.0V。定值调整后，启动增压风机运行92分钟，单相接地电压保护动作增压风机再次发生跳闸，故障现象与第一次相同。

在不到2个小时之内，发生单相接地电压保护动作增压风机2次跳闸，增压风机电气一次设备进行全面外观检查，未发现异常电气专业组研究讨论决定，在第一次检查的基础上，扩大检查范围，对脱硫6kvB段和#2机组6kvB段电压互感器YH二次主绕组和开口三角形绕组的电压进行实测，其数据记录如下表1：

表1　电压互感器YH二次侧相电压、零序电压实丈量值

根据表1的丈量数据，发现三相对地电压幅值不平衡，说明系统存在C相对地尽缘下降或经过电阻接地故障，由于第一次已经对增压风机和脱硫6kvB段上所有设备进行了全面检查和必要的试验，因此，发生第二次跳闸重点应检查#2机6kvB段上的设备。按照运行规程规定的顺序在，对#2机6kvB段上的负荷逐一停电查找接地故障点，当断开灰场电源时，XU1-E接地故障继电器面板发光二极管“XU1-E”报警熄灭，丈量脱硫6kvB段YH二次开口三角形3U₀下降到9.38V，然后丈量#2机6kvB段YH二次开口三角形3U₀下降到6.17V，接近正常情况下的零序电压值，推断C相接地故障点已经找到，启动增压风机投运正常。灰场电源停电通过测测尽缘电阻和进行交流耐压试验，发现电缆中间接头C相对地尽缘分歧格，引起C相经过渡电阻单相接地故障。

（3）原因分析

6kv电源系统为中性点非直接接地系统，发生单相接地故障时，会出现零序电压，使故障相对电压降低，非故障相对地电压升高1--倍。根据表1丈量数据，假定A、B、C三相对地电压相位对称，利用三相相量对称分量法计算3U₀如下：

设脱硫6kvB段YH二次相电压_a1 = 69.34∠0⁰ ，_b1 = 69.18∠-120⁰ ，_c1 = 50.62∠120⁰；

设#2机6kvB段YH二次相电压_a2 = 59.72∠0⁰ ，_b2 =59.53∠-120⁰ ， _c2 = 49.16∠120⁰。

3₀₁ =（_a1+_b1+_c1）                                   _{C1        C-D}

= （69.34∠0⁰+ 69.18∠-120⁰ + 50.62∠120⁰）                         

=18.64∠-59.6⁰ 。                                          D      ₀₁

3₀₂  =（_a2+_b2+_c2）                                        N

= （59.72∠0⁰+ 59.53∠-120⁰ + 49.16∠120⁰）  _{B ?D    B1            A1      A -D}

=14.52∠-77.9⁰。                             图1  C相经过渡电阻接地电压相量图

计算3U₀结果表明与实测数据接近，绘制相量如图1。

由于6kv中性点非直接接地系统发生单相接地时短路电流很小且线电压平衡，不影响供电，一般情况下答应继续运行1-2h，在答应时间内运行职员转移负荷，切换设备，逐一断开各个负荷查找故障点，这对机组安全经济是有利的。因此，我国通常在6kv母线电压互感器YH二次侧装设尽缘监察装置，利用单相接地是三相对地电压的变化和开口三角形绕组出现零序电压，过压继电器动作发出“6kv母线接地信号”，运行职员根据尽缘监察装置三相电压指示，判定故障相，尽缘监察装置接线图如图3。

德国西门子公司对6kv中性点非直接接地系统电机保护的设计理念与我国有区别，当6kv系统三相对地电压不平衡超过一定范围，单相接地故障保护动作将切除重要电机运行，防止重要电机定子绕组发生一点接地烧损铁芯，其单相接地故障保护接线图如图2。但是由于6kv中性点非直接接地系统重要电机零序电流保护灵敏性受运行方式的影响，选择性的切除故障受多个因素制约，脱硫装置6kv电机保护仍然不够完善，在特殊运行方式增压风机会出现上述单相接地故障保护动作非选择性切除的情况。

     A    B   C                                                   A    B   C    XJJ 至接地报警信号

          a   b   c         A₁     A₃

             U_e          U_n                         24 跳闸接点                          V_A

                                  22                                            V_B

XJJ

Uv

                              ,彩钢瓦车间高温处理设备;                    0 a   b   c            V_C

图2 ，XU1-E接地故障继电器接线图                   图3，6kv母线尽缘监察装置接线图

3.2  #2机-2给水泵启动过程中增压风机跳闸

（1）故障现象

a 脱硫电源系统正常运行，增压风机跳闸；

b 脱硫6kvB段电压互感器YH柜上XU1-AC-AC过压、欠压继电器未动作报警；

c 增压风机开关柜上7UT51电流差动保护动作报警信号。

（2）处理过程

在#2机组A级检验锅炉作水压#2机-2给水泵启动过程中，增压风机差动保护动作跳闸，根据上述现象，首先按照运行规程对增压风机差动保护范围内的电气一次设备进行全面外观检查，未发现异常，然后停电丈量电机带电缆对地的尽缘电阻和吸收比合格，检查校验差动保护装置正常，判定增压风机电气一次设备没有相间短路故障点，启动增压风机运行正常。锅炉作水压过程中停运给水泵消缺后，再次启动#2机-2给水泵时，增压风机差动保护再次动作跳闸。再次对增压风机差动保护范围内的电气一次设备和差动保护回路进行全面检查试验，未发现异常。

针对#2机-2给水泵启动过程中，增压风机差动保护2次动作跳闸的异常情况，初步定性分析是由于给水泵电机启动过程中引起脱硫6kvB段电压忽然降低，增压风机电流忽然升高，差动保护因两侧电流互感器特性差异，不平衡电流增加产生差动电流超过保护整定值，导致保护出口跳闸。通过初步定性分析，将差动保护电流整定值由0.1I_N调整到0.3I_N，投运增压风机正常后，启动#2机-2给水泵进行试验，脱硫6kvB段电压瞬时由6.20 kv下降至5.40kv降低，增压风机电流忽然升高，差动保护没有发生误动作跳闸。

（3）原因分析

增压风机电流差动保护为7UT51型微机数字式继电保护装置，出口跳闸逻辑图4所示，在电机启动过程中，启动电流为4―7倍额定电流，可能引起电流互感器饱和，特别是两侧电流互感器饱和程度不相同时，保护装置可能会出现一个相当大的差动电流，假如Idiff/Istab导致一个位于工作特性曲线跳闸区内的工作点，不采取闭锁措施，保护装置就会产生一个跳闸信号。为进步保护灵敏性，7UT51差动继电器差整定值较低（0.1I_N），跳闸逻辑回路中采取闭锁措施防止误动，闭锁时间T> 增压风机启动时间T_qd。启动过程假如发生电机堵转或相间短路故障，将由增压风机7SJ551微机数字式过流保护装置动作切除故障。但是，在#2机组停机的特殊运行方式下，#2机-2给水泵启动过程中，脱硫6kvB段电压由瞬时由6.20 kv下降至5.40kv，启动时间5―7s，增压风机电流忽然升高，差动保护装置因不平衡电流增加产生差动电流会超过保护整定值，这种特殊情况下保护不能闭锁出口，增压风机将发生误动作跳闸。

跳闸 矩阵

&

              其他相

T--延迟

&

≥1

其他相

&

特性曲线

   

                                其他相

                                                   其他相

电机启动闭锁跳闸

图4  增压风机电流差动保护7UT51跳闸逻辑图

4　措施和对策

1、脱硫6kvB段单相接地保护定值与#2机6kvB段母线尽缘监察装置定值可靠配合，将XU1-E接地故障继电器定值3U₀由16.0 V调整到20.0V。尽量避免尽缘监察装置未动作报警的情况下，单相接地保护动作增压风机跳闸。

2、增压风机电流差动保护定值由0.1I_N适当调高至0.3I_N，防止脱硫6kvB段电压忽然降低引起差动保护误动作。

参考文献：

[1] 电力系统继电保护原理与运行. 华中工学院主编. 水利电力出版社1989

[2] 电力系统故障分析. 华北电力学院主编 . 电力产业出版社1979

[3] Chong Qing Power Plant FGD Protection Manual.2000(4)

1 引言 
　　随着我国经济的发展,各行各业煤炭的需求量也越来越大,各大型煤炭企业纷纷开辟新的矿井来扩大规模,并且利用各种技术降低生产本钱，因此变频器在煤炭行业的需求也就越来越大。
　　主扇风机是煤矿透风系统中最重要的一部分，它可以说是每一个井下工作职员的呼吸要道，因此它也是煤矿安全生产中最重要的一个环节。长期以来，矿井主扇风机的功率都比较大，而且一天24小时不中断运行，矿井所需的风量都是通过调节风门挡板或叶片角度来实现，根据反风及开采后期运行工况要求，所设计的透风机及拖动的电动机的功率，通常远大于煤矿正常生产所需的运行功率。风机设计上余量特别大，在相当长的时间风机一直处在较轻负载下运行，因此，煤矿透风系统中存在着极为严重的大马拉小车现象，能源浪费非常突出。

2 现场简介 
　　崔庄煤矿位于山东省济宁市微山县，其主扇风机担负着整个矿井的透风任务，要求安全稳定性极高，由于风机一旦停机，短时间内就将造玉成矿无法正常生产，控制方式采用调节风门开度的大小来调整风量，这样，不论生产的需求大小，风机都要全速运转，而运行工况的变化则使得能量以风门节流损失消耗掉了。不仅控制精度受到限制，而且还造成大量的能源浪费和设备损耗，从而导致生产本钱增加，设备使用寿命缩短，设备维护、维修用度高居不下，针对这种情况，矿领导经过论证，最后决定选用山东新风光电子科技发展有限公司生产的JD-BP37系列的高压变频调速器，现场设备如图1所示：

图1 现场设备图

3 风光高压变频器的突出特点
（1）采用高速DSP（TMS320F2812）作为中心处理器，运算速度更快，让控制更精准。系统升级更方便。
（2）飞车启动功能：能够识别电机的速度并在电机不停转的情况下直接起动。
（3）瞬间掉电再启动功能：运行过程中高压瞬时掉电三秒钟内恢复，高压变频器不停机，高压恢复后变频自动运行到掉电前的频率。
（4）线电压自动均衡技术（采用中性点漂移技术）：变频器某相有单元故障后，为了使线电压平衡，传统的处理方法是将另外两相的电压也降至与故障相相同的电压，而线电压自动均衡技术通过调整相与相之间的夹角，在相电压输出最大且不相等的条件下保证最大的线电压均衡输出。
（5）单元内电解电容因采取了公司专利技术（专利号ZL 2003 2 0107356.2 ），可以将其使用寿命进步一倍；高压提升机产品采用了更长寿命的电力电容。
（6）运行过程中外部频率给定信号出现故障（短路或开路），整机维持故障前的运行频率不变，并能给出报警信号。
（7）单元串联多重化结构，模块化设计。这样IGBT承受电压较低，可以有较宽的过压范围（≥1.15Ue），设备可靠性更高。
（8）具有双路AC控制电源，一路为干式变压器变压以后的AC电源，一路为外部控制电源，这样在调试过程中，无需加进高压主电，就可以检测输出波形的正常与否。对于在现场安装调试以及职员培训很方便，同时也大大进步了培训和运行的安全性。

4 现场技术参数
　　电动机参数如下表1所示：
表1：

5 变频改造前存在的题目
    （1）原工矿使用的为转子串电阻启动方式，启动不稳定，造成了大的机械冲击，导致电机寿命大大降低；
    （2）转子串电阻启动时，控制系统复杂，故障率高，接触器、电阻器、绕线电机电刷轻易损坏，维护工作量大；
    （3）启动时电流过大，对电网冲击很大，影响电网的稳定性；
    （4）主扇风机设计上余量大，主扇风机一直处在较轻负载下运行，由于采用档板调节，因此造成能源浪费，增加了生产本钱；
    （5）自动化程度低，影响整体系统安全性。

6 变频控制方案
　　为了满足安全生产，选用一套6KV变频调速器，通过切换，可以在变频器故障状态下，切换到工频状态运行，其主回路如下图2所示：

图2 主回路图

图3 功率单元主回路

　　高质量电源输进：输进侧隔离变压器二次线圈经过移相，为功率单元提供电源对于6KV而言相当于30脉冲不可控整流输进，消除了大部分由单个功率单元所引起的谐波电流，大大抑制了网侧谐波（尤其是低次谐波）的产生。变频器引起的电网谐波电压和谐波电流含量满足IEEE 519-1992和GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》对谐波含量最严格要求，无需安装输进滤波器并保护周边设备免受谐波干扰。正常调速范围内功率因数大于0.96。无需功率因数补偿电容，减少无功输进，降低供电容量。
　　完美的输出性能：单元脉宽调制叠波输出， 6KV系列每相5个单元，大大削弱了输出谐波含量，输出波形几近完美的正弦波，其输出波形如下图4所示：

图4 变频器输出波形

7 现场应用情况
　　崔庄矿选用型号JD-BP37-400F风光变频器，于2008年10月20日开始安装调试，2008年10月25日一次性投运成功。变频运行后，风门全部打开，运行频率43Hz，运行电流24A，负压1700Pa,不仅完全满足煤矿生产工艺要求,而且用户操纵非常方便。变频器运行非常稳定。

8 节能计算
      按工频和变频运行实际电流计算，计算数据取2008年技术测定：
    工频运行时，风门开度为2m左右，运行电流在43A。
    工频运行时功率和一天耗电量：
    P1= 1.732×6×43×0.77=344.08KW   
    N1=344.08×24=8257.90KW•h。
    变频器运行时，风门全开，运行电流在24A，由变频器调节风机速度来满足风量要求。
    变频运行时功率和一天耗电量：
    ,通风换气次数;P2=1.732×6×24×0.958=238.93KW   
    N2=238.93×24=5734.32KW•h。
    节电率：
    （N1-N2）/N1=（8257.90-5734.32）/8257.90=30%。
    节约电费计算：
    以该矿电价0.6元/ KW•h计算，工频24小时耗电费： 
    8257.90×0.6=4954.74元。
    变频24小时耗电费：
    5734.32×0.6=3440.59元。
    变频改造后，日节约电费：
   4954.74-3440.59=1514.15元。
    一年以300天为标准计算，年节约电费：
    1514.15×300=454244.4元。

9 其他效益
  （1）实现电机软启动，减小启动冲击，降低维护用度，延长设备使用寿命；
  （2）系统安全、可靠，具有变频故障转工频功能，确保风机连续运行；
  （3）控制方便、灵活，自动化水平高；
  （4）输进谐波含量小，不对电网造成污染；输出谐波含量低，适合所有改造项目的普通异步电动机；
  （5）界面全为纯中文操纵，非常符合国人特点；
  （6） 安全保护功能齐全，除了过压、过热、过载、短路等自身保护功能外，还设有外围连锁保护系统，进步了系统的安全稳定性；  
  （7）采集各台扇风机运行的工艺参数、电器参数、电气设备运行的状况。
       主扇风机可由PLC进行控制，严格按控制程序进行控制，并对扇风机正常切换和故障切换进行控制和操纵指导，且在控制柜实现硬件闭锁控制。
       在控制站显示扇风系统工艺参数表、电气参数、设备运行状态（工作、停止、故障）以及报警参数表等。
   ,负压风机厂家直供;    自动建立数据库，对于重要的工艺参数、电气参数自动天生趋势曲线。
       当运行风机发生故障时，利用运行记录的曲线对故障进行分析和处理。
       在条件具备时，可实现远控，达到“无人值守”。

10 结束语
    崔庄煤矿主扇风机经过变频改造之后,不仅达到了良好的节能效果,并且使整套透风系统的稳定性进步了一个大台阶。随着国家对节能减排工作的越来越重视，煤矿企业通过各种措施降低生产本钱，其中变频技术起到了关键作用，取得了明显的经济效益和社会效益，适应了国家建设资源节约型社会的潮流。

　　1 引言

　　中国政府在第十到第十一个“五年计划”的节能计划中，把“电机系统节能”列为重中之重，“发展电机调速节电和电力电子节电技术”，“逐步实现电动机、风机、泵类等设备和系统的经济运行”。另一方面，国家计委在“十五”计划纲要中明确提出了要“改变产业增长方式”，“鼓励采用高新技术和先进适用技术改造传统产业”，指出一个国家综合实力的重要基础是国家的装备制造业，提出“大力振兴装备制造业”的重要指导思想，“大力推进机电一体化”，形成新的经济增长点。

　　从2005年中国电力企业联合会主办的中国电力论坛上获悉，目前我国的电力装机容量达到4.4亿kw，其中有3.25亿kw是火电，火电的发电量占到总发电量的82.6％。而且，火电比重过大的局面今后可能进一步加剧。火电厂中的各类辅机设备中，风机水泵类设备占了尽大部分，蕴躲着巨大的节能潜力。

　　河南鹤壁同力电厂两台机组2×300mw采用东方锅炉厂生产的dg1025/18.2-ii12型自然循环汽包炉，风烟系统采用双引风机、双送风机，冷一次风机热风送粉形式。风机型号分别为 fta19-9.5-1、sfg-17.5f-c5a型。配置功率分别为2800kw、630kw、710kw 电压为6kv的三相交流异步电动机，送风机采用动叶调节，引风机采用静叶调节，一次风机工频采用进口挡板调节，这种配置的缺点是挡板两侧风压差造成节流损失，同时风机挡板执行机构为大力矩电机执行器易出故障，风机自动率较低。

　　本次变频改造针对两台发电机组的四台一次风机，经我厂多方面考察，终极采用东方日立（成都）电控设备有限公司生产的变频器，型号为dfvecrt-mv-900/6c变频器，共四套。目前经过对变频器的调试运行、验证，达到了预期效果，安装工艺、操纵控制都有了突破性进展。

　　2 采用变频调速节能的基本原理

　　2.1 风机水泵的有关理论

　　由电机学原理可知，交流电动机的同步转速n0与电源频率f1、磁极对数p之间的关系式为:

　　n0=60f1/p (r/min)
异步电动机的转差率s的定义式为:
s=(n0－n)/n0=1－n/n0
则可得异步电动机的转速表达式为:
n=n0(1－s)=(1－s)60f1/p

　　可见，要调节异步电动机的转速，可通过改变电源频率的方式来实现，该调速的方法即为变频调速。

　　2.2 风机水泵的调速节能

　　由于火电机组调峰力度的加大，这些机组的负荷变化范围很大，必须实时调节风机水泵的流量。目前调节流量的方式多为节流阀调节，由于这种调节方式仅仅是改变了通道的通流阻抗，而电动机的输出功率并没有多大改变，所以浪费了大量的能源。由于流量与转速成正比，假如风性能在调速状态下运行，则可将风机挡板全开，使风道的阻力减小至最小，通过调整风机的转速来调整风量，此时风机可以始终处于高效点运行。而由于风机消耗的功率与转速的三次方成正比，所以通过降低转速以减少流量来达到节流目的时，所消耗的功率将降低很多。由于我国在电力设计规程上的种种原因，给水泵、引风机、送风机等以及其配套的大电机都存在着“大马拉小车”的现象。所以改造风机为调速运行，能带来巨大经济效益。

　　3 单元串联多重化电压源型变频器的基本原理

　　3.1 系统结构

　　dfcvert-mv系列无电网污染高压大功率变频器是采用直接“高-高”的变换形式，由多个功率单元构成多重化串连的拓扑结构，每个单元输出固定的低压电平，再由多个单元串联叠加为所需的高压。以6kv每相六单元串联为例,电压叠加如图1所示，变频器电路原理示意图如图2所示。每相由6个相同的功率单元串联而成，相电压为3464v。每个功率单元输出有效值ve＝577v，峰值输出电压 。

图1 6kv变频器电压叠加示意图

　　多重化串联结构使用低压器件实现了高压输出，降低了对功率器件的耐压要求。它对电网谐波污染非常小，输进电流谐波畸变率小于4%，满足了ieee519-1992的谐波抑制标准的要求;输进功率因数高，不必采用输进谐波滤波器和功率因数补偿装置;输出波形接近正弦波，不存在输出谐波引起的电机发热和转矩脉动、噪音、输出dv/dt、共模电压等题目，对普通异步电机不必加输出滤波器就可以直接使用。

图2 6级6kv变频器电路原理示意图

　　3.2 功率单元

　　功率单元主要由输进熔断器、三相全桥式整流器、预充电回路、电容器组、igbt逆变桥、直流母线和旁通回路构成，同时还包括电源、驱动、保护监测、通讯等组件组成的控制电路。单元结构如图3所示。各功率单元具有完全相同的结构，有互换性。

　　功率单元由移相变压器的一组副边供电，通过三相全桥整流器将交流输进整流为直流，并将能量储存在电容组中。电容器组根据单元电压选择并联或串连，如母线电压为815v，则将三组电容串连起来以满足耐压要求，每组电容器根据单元容量的大小选择并联个数。控制部分通过冗余设计的电源板从直流母线上取电，接收主控系统发送的pwm信号并通过控制igbt的工作状态，输出pwm电压波形。

　　监控电路实时监控igbt和直流母线的状态，将状态反馈回主控系统。在单元出现重故障时，主控将打开功率单元的旁通回路，使单元进进旁通状态，避免整个变频器停机。

　　每个单元输出pwm波，将每相n个功率单元的输出电压叠加，产生多重化的相电压波形，使相电压产生出2n+1个电压台阶，6个功率单元输出的pwm波形及叠加之后的相电压波形如图4所示。

　　3.3 移相变压器

　　移相变压器电气原理如图5所示: 变压器（以输进6kv变压器为例）原边绕组为6kv,副边共18个绕组分为三相。每个绕组为延边三角形接法，分别有±5o、±15o、±25o等移相角度，每个绕组接一个功率单元。这种移相接法可以有效地消除35次以下的谐波。因此，采用移相变压器进行隔离降压，不会对电网造成超过国家标准的谐波干扰。

图3 变频器功率单元

图4-1 变频器一次原理图

图4 变频器的单元输出波形及相电压叠加波形

图5 移相变压器柜电气原理图

　　4 可靠性分析

　　设备改造原则上应以最可靠的系统、最少的投进、最短的时间、带来最好的效益为目标。当然可靠性始终还是要放在首位，为了保证系统的连续运行，笔者为变频器配备了工频和变频自动切换功能。当变频器需正常检验或故障时，变频器可自动切换到工频旁路运行;当变频器正常检验完成后，电动机可在工频旁路运行的情况下自动投进变频运行。具体的系统如图6所示。我们通过现场反复的试验证实，整个切换过程在几秒中内即可完成，对系统没有任何扰动，可保证系统的安全连续运行，整个改造没有任何风险。

　　5 经济效益分析

　　由于在相同条件下风压和流量的大小与电机电流的大小成正比所以这里只用工频运行档板调节时的电机电流和变频调节时变频器的输进电流作一比较，以说明节电效果。

　　在机组变工况运行时电源侧电流见表1（24次均匀值）。

表1 机组变工况运行时电源侧电流

　　以下公式可估算出节电的结果:

　　p= uicosφ
式中:p为电功率（kw）;
i为电流（a）;
u为电压（v）;
cosφ-功率因数，一次风机为0.84，变频器为0.98。
根据p= uicosφ可得出计算结果如表2所示。

　　表2 计算结果

　　根据表2可得出#1炉可节电能421.2kw?h。

　　以上只是利用电流的变化做一比较，在实际运用中各种运行工况的不同节能效果也不一样。所以实际节能和估算的结果会有一定的出进，但从结果上看节能还是非常明显的。

　　6 结束语

　　我厂#1炉变频器自2005年安装调试，2005年5月正式投进运行。在调试及运行中变频器经历了多种方式的考验，突破了变频器与相关设备相匹配的各种难点，实践证实高压变频装置节能效果明显，实现了电机的软启动，也减少了风道的振动。总之东方日立（成都）电控设备有限公司生产的变频器在#1炉风机系统中应用是很成功的。随着变频技术的发展作为大容量传动的国产高压变频调速技术也得到了广泛的应用，在电力行业对于很多高压大功率的辅机设备推广和采用变频技术不仅可以取得相当明显的节能效果，而且也得到了国家产业政策的支持，代表了今后更多行业节能技术的方向。目前很多行业越来越多的职员对此都形成广泛的共叫。