一、前言

　　火电厂是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂，燃料在锅炉中燃烧加热水使成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能。蒸汽在汽轮机内膨胀做功后，进入凝汽器凝结成水。用于火力发电厂机组末端冷却的方式主要有湿冷系统和空冷系统两种，常规发电厂的湿冷系统是冷却塔(凉水塔)是把塔内的循环水以“淋雨”方式与空气直接接触靠蒸发和对流冷却，其整个过程处于“湿”的状态。而空冷系统是指汽轮机的排汽或凝结排汽的冷却水被送入由翅片管束组成的冷却器管内，由横掠翅片管外侧的空气进行凝结或冷却，整个过程处于“干”的状态。空冷系统可节省湿式冷却系统的蒸发、风吹和排污损失的水量，达到节约水资源的目的，是我国富煤缺水的北方发展电力工业的必然选择和发展趋势。

　　空冷系统分为直接空冷系统和间接空冷系统。直接空冷系统根据通风方式分为机械通风和自然通风。间接空冷系统根据配用的凝汽器分为表面式凝汽器和混合式凝汽器。综合比较而言，直接空冷系统具有冷却效率高、占地面积小、投资较省、系统调节灵活、冬季运行防冻性能好等特点，目前国内正在进行的空冷电厂大多采用机械通风直接空冷系统。

直接空冷机组系统图

　　二、空冷变频控制系统构成

　　一个空冷凝汽器系统包括：放置在室外并适合于自然环境的带有齿轮箱的轴流风机电机及其变频器相关附属的润滑油泵、润滑油加热器、轴承冷却风扇等电机。

　　变频器及其他所有附属控制电机所需电气元器件和控制设备(包括：润滑油泵、润滑油加热器、轴承冷却风扇等电机的控制回路及元件)安置在变频装置控制柜内, 包括控制装置连接的用户接线端, 输入输出电抗器, 保险丝, 电流接触器, 控制电路变压器及所有提供必要功能的设备。交货包括变频器及所有安装在变频装置控制柜内所需的设备。

　　变频装置控制柜的设计要考虑由电气元件发热引起的冷却和散热要求。气流不得被内置的装置阻隔。在控制柜的上部要另外安装风扇。变频器区域的空气入口必须满足这些要求。

　　电机数据：

　　? 电压：380V

　　? 频率：50Hz

　　? 转速：1485rpm

　　? 电机额定功率：75kW

　　? 电机额定电流：140A

　　根据电机参数，配置森兰公司的SB61Z变频器。变频器的保护功能：缺相保护、过流保护、过压保护、欠压保护、过热保护、过载保护等。

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　　三、变频控制柜技术参数

　　变频器的 LED 操作面板安装在变频装置柜体的前门上, 方便通过变频器实现对风机的操作。变频器的 LED 操作面板显示变频器的状态参数、功能码参数、故障告警码等，在控制风机运行状态下能够查看风机的频率、电流和转速等参数。

　　变频控制柜具备以下操作员专用操作设备：

　　?手动-切断-自动选择开关

　　?手动速度给定电位器

　　?变频器运行指示灯

　　?变频器停止指示灯

　　?变频器故障指示灯

　　?自动或手动运行指示灯

　　?冷却风扇运行指示灯

　　?启动按钮

　　?停止按钮

　　?故障复位按钮

　　?润滑油泵、润滑油加热器、轴承冷却风扇等电机就地启停按钮。

　　四、DCS 控制系统的功能接口

　　风机在自动模式下通过中央控制系统(DCS)控制。在自动运行模式下无需任何局部操作。

　　启动、停车以及风机转速调节等所有功能都由中央控制室(DCS)操纵。为满足这些要求，要求变频装置控制柜与中央控制室(DCS)交换相关的指令和信号。

　　1、空冷风机电机及其变频器的控制指令和信号

　　1)电动机的三相动力回路配：空气开关和交流接触器等电气控制元件，完成动力回路的通断，交流接触器由引自三相动力回路其中的一路～220V 控制回路完成通断控制，通断控制指令来自 DCS 系统和就地通断控制按钮(在控制柜面上设置)，即：所提供控制柜的每台空冷风机强电控制回路应能接受如下输入指令：

　　2)风机电动机及变频器应能输入和输出如下指令或信号：

　　(1)输入指令：

　　(2)输出信号：

　　附属电动机(包括：润滑油泵、润滑油加热器、轴承冷却风扇等)：

　　2、电机加热器应有以下指令和信号

　　(1)输入指令：

　　(2)输出反馈信号：

　　3、润滑油加热器应有以下指令和信号：

　　(1)输入指令：

　　(2)输出反馈信号：

　　五、结语

　　在水资源匮乏地区，火力发电厂采用直接空冷系统，达到节约水资源的目的。同时，采用变频器对直接空冷系统的轴流冷却风机群的电机进行调控，可以节省能源，改善风机和电动机的运行特性、延长设备使用寿命、降低机组维护费用;控制灵活简捷的优越性。交城华鑫电厂采用森兰低压变频器，使轴流冷却风机能满足系统的各种运行工况，保证电厂直接空冷系统长期可靠稳定运行。