富士高压变频器在环保热电领域的应用

一．最终用户介绍

徐州西区环保热电有限公司是集节能、环保、综合利用为一体的热电联产合资企业，由香港协鑫(集团)控股有限公司、江苏天能集团公司、徐州西城实业总公司、绿岛公司四方合资兴建，总投资2.48亿元人民币，占地172亩，年发电能力3亿千瓦时，供热能力

200万吉焦。

公司于2002年4月18日开工兴建，1号机组于同年

12月18日成功并网，2号机组于2003年l月24日投产

运行，3 号炉于8月份投产。在控制技术上采用国际先进

的DCS系统进行全厂集中和全自动控制，有效地保证了

供电、供热的安全运行。

二．节能改造项目情况

为了贯彻国家节能减排的方针政策，进一步提高自身对电能的利用率水平，徐州西区环保热电有限公司结合自身的实际情况，确立了节能改造的目标，并对具体项目进行了可行性的分析论证，2008年8月份三台锅炉用一次风机的变频改造项目得以顺利立项。

为最大限度利用有限资金，提高变频器的使用效率，徐州西区环保热电有限公司要求分别使用两台高压变频器对三台锅炉一次风机进行单独切换，做到任何两台锅炉运行，都能保证两台变频器投入运行，这样可以更好提高变频器的利用率，以下是三台锅炉一次风机的变频改造一次系统图:

变频改造一次系统图

其中，富士电机提供2台高压变频器，以及高压变频器与手动切换柜之间的信号接口图，二拖三方式的手动切换柜则由用户找其他厂家制作。

1)设备对象：1#、2#、3#锅炉一次风机及电动机(355kW)

1#、2#、3#三台锅炉正常情况下，只使用其中的两台，留一台作为备用设备，通过二拖三手动切换柜的刀闸组合，确保任意两台锅炉一次风机运行时，都可以用变频器驱动，利用变频器的调速降低一次风机的输出风量从而达到节能的效果。当变频器发生故障或需要检修时，可将对应的电动机切换到工频运行，保证了变频改造后高压变频器的故障不影响锅炉的正常运行。

2)富士高压变频器

型号：FRENIC4600FM5e 500kVA   数量：2台

高压变频器规格要求如下：

DI信号：启动命令(NO)、停止命令(NC)；

DO信号：运转准备完了、运转中、停止中、高压断路器合闸允许、轻故障信号、重故障信号；

AI频率设定：4-20mA(对应0-50Hz)；

AO输出信号：输出频率4-20mA(对应0-50Hz)；

           输出电流4-20mA(对应0-200%)；

柜面仪表：输出电流表、电压表、频率表、功率表；

         运转指示灯、停止指示灯、故障指示灯、运转准备完了指示灯；

         小型LCD(中文)、远程/本地切换开关；

电源瞬降处理：带UPS电源、电源电压瞬降检出时，INV继续运行300ms，超过后自由运转停机，当电源电压恢复后，变频器重新加速到设定的频率。

注：用户需要在两组电网间切换，切换时会造成100ms停电，为了确保变频器不因此而停机所以配置了电源瞬停再启动功能。

  高压变频器柜面照片

2010年1月份，高压变频器发货到现场，4月份，高压变频器及切换柜的安装和外部接线完成。

高压变频器外部接线施工

2010年5月9日高压变频器调试开始，5月14日现场调试完成，变频系统正式投入运行。

3)手动切换柜

 本次项目的手动切换柜由用户自行采购，富士电机配合进行变频器与切换柜的信号接口的连接对应，

 以下是二拖三手动切换柜的照片。

三．运行状况

该节能改造项目，从5月14日现场调试完成并投运至今，高压变频器包括手动切换柜的运行状况良好，未出现过任何故障跳闸的事故。富士电机于2011年4月份对该用户进行了例行的回访，从用户的反馈中了解到，高压变频器投运之后，一次风机的风量得到了平滑有效的调节，节能效果非常明显，客户给以了很高的评价。

四．客户关心的问题的解答

1）对于电厂客户，高压变频器运行过程中，经常遇到机组切换或者是马达成组起动，造成电网电压下降，对变频器运行是否有影响？

  答：富士高压变频器配置有电源瞬停再启动功能，当机组切换或者是马达成组起动造成电网电压降低于额定电压的80%以下时，电动机也不会立即处于自由停车状态，变频器可以继续运行300ms，停电时间超过300ms后电动机自由运转停车，当电源电压恢复后(时间0-30min可设定)，高压变频器立刻再加速，恢复到瞬停之前的运转速度。

2）富士高压变频器对高次谐波抑制的效果如何？

  答：富士高压变频器通过采用多相二极管整流方式（相当于36相整流），抑制高次谐波，高次谐波发生量大幅降低，远远小于IEEE-519（1992）标准规定的高次谐波发生量，是一种不污染电源的变频器。

具体如下表所示：

3）当高压变频器发生故障时，如何保证生产的正常进行？

  答：为确保变频器的品质，富士高压变频器的主要部件，如：主控板、IGBT、电解电容、光缆通讯等均采用日本原装进口产品，而且功率单元的主回路结构设计采用独特的单相三电平结构，使得串联的功率单元数量达到业界最少（10kV：每相5个单元，共15个单元），大大降低变频器的故障率。

  万一高压变频器发生故障，可以通过配置工频旁路柜的方式，将电动机切换到工频运行，保证了生产的正常进行。