國華定州電廠二期工程包含兩臺660MW超臨界空冷機組，每臺機組配備兩臺100%的凝結水泵，采用一用一備的運行方式。每臺機組的兩臺凝結水泵采用一套變頻器進行控制，控制方式為一拖二控制方式，即一臺變頻器既可用于A凝結水泵的變頻控制，也可切換到B凝結水泵進行變頻控制。

根據這一控制要求，針對凝結水泵電氣控制回路和熱工控制邏輯進行了重新設計及修改，并在運行中加以應用。現針對電氣和熱控的控制原理及控制特點進行如下說明。

電氣控制原理及控制特點說明

1 電氣控制原理圖（圖1）

圖1

說明：

• M1、M2——為兩臺凝結水泵馬達
• QF1、QF3——為兩臺凝結水泵工頻方式的電氣開關
• QF2——為變頻器變頻裝置的電氣開關
• QF4、QF5——為兩臺凝結水泵變頻方式的電氣開關

2 電氣開關的控制信號（與DCS系統相關聯的信號）

• QF1—QF5五個電氣開關的啟/停指令信號（10個）
• QF1—QF5五個電氣開關就地/遠方信號（5個）
• QF1—QF5五個電氣開關合閘位、分閘位（10個）
• QF1—QF5五個電氣開關故障信號（5個）

3 變頻裝置的控制信號（與DCS系統相關聯的信號）

• 變頻裝置待機信號
• 變頻裝置就地/遠方信號
• 變頻裝置運行/停止信號
• 變頻裝置輕故障報警信號
• 變頻裝置重故障保護信號

4 電氣開關之間的聯鎖關系

4.1 A凝泵變頻運行過程中，如果凝泵變頻器重度故障信號發生，則聯鎖跳開QF2、 QF4開關；B凝泵變頻運行過程中，如果凝泵變頻器重度故障信號發生，則聯鎖跳開QF2、QF5開關；（就地實現）

4.2 在變頻方式下，A凝泵變頻故障后，聯啟B泵工頻運行控制邏輯，見圖2 ：（DCS實現）

圖2

4.3 在變頻方式下，B凝泵變頻故障后，聯啟A泵工頻運行控制邏輯，見圖3：（DCS實現）

圖3

4.4 開關QF1和開關QF4之間相互閉鎖；開關QF3和開關QF5之間相互閉鎖：開關QF4和開關QF5之間相互閉鎖。（DCS實現）

4.5 兩臺泵均采用工頻控制模式時，聯鎖投入后，QF1斷開聯啟QF3；QF3斷開聯啟QF1。（DCS實現）

熱工控制原理及控制邏輯說明

1 凝結水泵啟動控制

每臺凝結水泵啟動指令有兩個，分為工頻啟動指令和變頻啟動指令。

1.1 A凝結水泵啟動控制

工頻啟動過程：按下工頻啟動按鈕，發出工頻啟動指令，首先合閘QF1開關，QF1開關合上后自動啟動A凝結水泵；

變頻啟動過程：先合閘QF2和QF4開關，當變頻器啟動允許條件滿足時，按下變頻啟動按鈕，啟動變頻器，變頻器啟動后自動啟動A凝結水泵。

變頻器啟動允許條件包括：QF2合閘狀態、QF4合閘狀態、QF1分閘狀態、變頻器發出待機信號、變頻器處于遠方控制方式。

1.2 B凝結水泵啟動控制

工頻啟動過程：按下工頻啟動按鈕，發出工頻啟動指令，首先合閘QF3開關，QF3開關合上后自動啟動B凝結水泵；

變頻啟動過程：先合閘QF2和QF5開關，當變頻器啟動允許條件滿足時，按下變頻啟動按鈕，啟動變頻器，變頻器啟動后自動啟動B凝結水泵。

變頻器啟動允許條件包括：QF2合閘狀態、QF5合閘狀態、QF3分閘狀態、變頻器發出待機信號、變頻器處于遠方控制方式。

2 凝結水泵停止控制

每臺凝結水泵停止指令有兩個，分為工頻停止指令和變頻停止指令。

2.1 A凝結水泵停止控制

工頻停止過程：按下停止按鈕或任一聯鎖停條件存在，發出工頻停止指令，直接斷開QF1開關，QF1開關斷開后，A凝結水泵停運；

變頻停止過程：按下停止按鈕或任一聯鎖停條件存在，發出變頻停止指令，先將變頻器頻率指令降至最低1HZ，變頻器停運，然后A凝結水泵停運，再斷開QF4開關和QF2開關。

2.2 B凝結水泵停止控制

工頻停止過程：按下停止按鈕或任一聯鎖停條件存在，發出工頻停止指令，直接斷開QF3開關，QF3開關斷開后，B凝結水泵停運；

變頻停止過程：按下停止按鈕或任一聯鎖停條件存在，發出變頻停止指令，先將變頻器頻率指令降至最低1HZ，變頻器停運，然后B凝結水泵停運，再斷開QF5開關和QF2開關。

3 凝結水泵狀態信號判斷

3.1 A凝結水泵運行/停止狀態

工頻運行/停止狀態：直接用QF1開關的合閘/分閘位來表示；

變頻運行/停止狀態：用QF2開關、QF4開關的合閘位和變頻器運行狀態，三者相與來表示變頻運行狀態；用QF2開關、QF4開關的分閘位和變頻器停止狀態，三者相或來表示變頻停運狀態。

3.2 B凝結水泵運行/停止狀態

工頻運行/停止狀態：直接用QF3開關的合閘/分閘位來表示；

變頻運行/停止狀態：用QF2開關、QF5開關的合閘位和變頻器運行狀態，三者相與來表示變頻運行狀態；用QF2開關、QF5開關的分閘位和變頻器停止狀態，三者相或來表示變頻停運狀態。

除氧器水位自動調節回路的改進

原設計中，除氧器水位調節系統由兩路電動調節門實現，根據管徑的大小所對應的流量的不同分為主、輔兩路調節門，共同完成除氧器水位的調節控制。凝結水泵改為變頻器控制后，除氧器水位調節系統則主要通過改變變頻泵的轉速來實現。具體的方案設計如下：

1 變頻泵的自動調節回路

增加一套變頻泵調除氧器水位的LOOP圖、邏輯圖、及M/A站，可在除氧器水位控制M/A站上設定水位定值。變頻控制轉速調節范圍暫定為70%～100%額定轉速。

1.1 如果凝結水泵以變頻方式運行，且頻率調節回路投入自動方式，則變頻泵負責調整除氧器水位。凝結水主、輔調門負責階段性調節凝泵出口壓力，手動/自動方式不限。

1.2 如果凝結水泵以變頻方式運行，但頻率調節回路處于手動方式，則變頻泵負責手動調整凝泵出口壓力。凝結水主、輔調門負責調節除氧器水位，手動/自動方式不限。

1.3 變頻泵頻率調節回路切手動條件：

• 除氧器水位測量故障；
• 除氧器水位高二值；
• PID調節偏差大；
• 變頻泵未運行；
• 變頻器為就地控制位，變頻器控制回路跟蹤變頻泵實際轉速；
• 變頻器故障。

2 主、輔調門的自動調節回路

在主、輔調門的自動調節回路LOOP圖中增加自動緩慢調節凝泵出口壓力的功能。

變頻泵調節投自動時，主、輔調門負責校正壓力，可選擇手動或自動完成。只要變頻泵水位調節切手動，則除氧水位調節由主、輔調門來實現，可選擇手動或自動完成。在自動工況時，可在主調門M/A站上設定除氧器水位定值。

2.1 主、輔調門切手動條件：

• 除氧器水位測量故障；
• 除氧器水位高二值；
• 給水流量測量故障；
• PID調節偏差大；
• 主、輔調門各自的指令、反饋偏差大。

2.2 校正壓力回路的投入

變頻泵調節投入自動時，為了滿足凝結水母管壓力不低于2.3Mpa（指令）。此時主、輔調門若在自動位，校正壓力回路自動投入，除氧器主、輔調門從當前閥位較快回到當前負荷下對應的開度，隨著工況的變化，主調門以緩慢的速率（0.01% / 秒）開啟或關閉至相應的閥位開度（參看圖4給水流量—閥門開度線）

圖4 除氧器主調門變閥位曲線

2.3 閥門聯關條件

除氧器水位高二值聯關主、輔調門，開度至0，維持15秒。

3 水位設定值的設定

3.1 變頻泵投入自動時，水位設定值在變頻泵操作器M/A站上設定。

3.2 變頻泵切手動，且主調門投自動時，水位設定值在主調門操作器M/A站上設定。

3.3 輔助調節門的設定值一直跟蹤主調門的水位設定值。

運行人員倒泵操作說明

當A凝結水泵以變頻方式運行一段時間后，需要進行倒泵。首先，在操作員畫面將變頻器自動控制回路切到手動控制，投入主調節門自動控制回路（或保持除氧器水位手動控制）；運行人員合QF3開關，B凝結水泵工頻運行；待B泵運行穩定后，停止變頻器運行；變頻器停止后，運行人員斷開QF2、QF4開關，A泵變頻控制停止完成。

然后，運行人員合QF1開關，A泵工頻運行；A泵運行穩定后，再斷開QF3開關，B泵停止。然后合QF2、QF5開關，啟動變頻器，B泵在變頻控制方式運行；待達到一定出力后，斷開QF1開關，停止A泵工頻運行。

此時如果主調節門自動投入，則切到手動，然后投入B泵變頻自動，倒泵工作完成。

6 結論

我們依據以上所述的控制原理及特點，對變頻器設備的控制邏輯進行了修改，并經過多次試驗進行了完善，目前設備運行正常，切換正常；對變頻器自動調節部分的邏輯進行了整理和優化，自調系統能夠正常投入，且滿足實際運行要求。

（編自《電氣技術》，原文標題為“變頻技術在定州電廠二期工程凝結水泵控制中的應用”，作者為王斌、郭樂樂。）