图1直接空冷系统的流程图
空冷系统建筑规模庞大，一般称为空冷岛。包括凝结水系统(凝结水箱)、真空疏水系统(包括疏水泵)、排气/抽气系统(水环泵单元)、空冷凝汽器(ACC)等四套系统。通过DCS集散控制系统，实现对这四套系统的自动检测、自动调节、顺序控制、自动保护等自动控制功能。
2直接空冷系统变频风机系统的组成
空冷凝汽器系统(简称ACC)是由若干台空冷凝汽器构成，每台空冷凝汽器配置一台轴流风机，建筑在高耸的空冷平台上，1台600MW国产空冷机组工程空冷系统的典型配置为8个单元共56台空冷凝汽器，对应轴流冷却风机配置:共有8个风机单元，每个风机单元有7台132kW风机，风机直径为8.7m左右，共56台轴流冷却风机，其中每个风机单元有两台为可逆风机，共16台可逆风机。轴流冷却风机在一个水平平面内布置，形成了庞大的轴流冷却风机群。
风机电机均为变频控制，电厂设有空冷器变频间，庞大的变频控制柜(以下称变频控制装置)矩阵布置在空冷器变频间。变频控制柜通过硬接线和通讯与主DCS或空冷系统DCS相连接，DCS能根据不同的蒸汽负荷和环境温度控制风机启停及转速，使汽轮机的排汽压力保持恒定。
风机电机均采用变频控制，除节能原因外，变频调速控制还可以实现电动机“软启动”，即电动机在很低地频率下(3～5Hz)和电压下启动，逐渐提高电源的频率和电压，控制电动机在小于1.1倍额定电流下无冲击启动，以这种方式经常启动是风机所允许的。另外风机的转速可以在(30％～110％)额定转速运行，调节方便，满足在各种气象条件下机组运行工况的要求。风机经常在需要的低转速下运行，噪声和磨损都比额定转速低，有利于环境保护，降低维修费用并延长了空冷器的寿命。
3风机变频控制装置的设计选型要求
(1)变频器频率范围在旋转速度的0～110之内。
要将满足完全风机驱动系统的运行和由电机、齿轮箱、电缆及滤波器导致的功率损失考虑在内。
(2)变频器的设计考虑风机和电机的反向旋转，通过正反转切换端子实现风机和电机的正向和反向旋转。
(3)变频器安置在一个就地控制柜内，柜体型号为标准GGD柜改型。柜内包括主回路和控制回路与控制装置(DCS)连接的用户接线端子,输入输出滤波器,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。
(4)机柜的外壳防护等级，控制室内为IP32,机柜门采用一定的措施，以提高射频干扰(RFI)能力，机柜设计满足电缆由柜底或柜顶引入的要求，机柜内端子排布置在易于安装接线的地方。
(5)在就地控制室变频器操作板上可对电机进行就地控制。LED屏和LCD屏同时显示，LCD屏可进行中英文显示切换。
(6)就地控制柜的设计时要考虑到由功率损失会引起的冷却和散热，且保证气流不被内置的装置阻隔。在控制柜的上部安装轴流风机，每小时换气次数不少于400次。
(7)变频器选型考虑风机的二次力矩曲线。
(8)风机电机装有2个正温度系数热敏电阻(PTC)用于电机的热保护。PTC由变频器检查,且当高温时电机的运行被切断。
(9)考虑变频器与风机驱动电机之间电缆的类型及长度等局部情况。变频控制装置在任何情况下都能满足风机驱动轴上的总机械扭矩及功率值。
(10)采用直流制动方式，能够使风机的转动随变频器启动(在两方向上飞速重启)。采用磁通控制技术，通过控制磁通电流和输出频率，动态控制剩磁的释放，使正向运行风机平稳、无冲击迅速反方向重启。
(11)局部操作及仪表板功能
在就地控制柜给出的局部操作仪表板提供交流电机调试的修改键。
所有有关电的数值,构造参数,输入/输出赋值,应用及行为功能的入口,故障局部控制,调试储存,
自检及诊断都以操作员语言及简明的英语表示。
控制柜具备以下专用操作员控制装置:
l手动-切断-自动转换器;
l手动速度电位器;
l电源接通指示器;
l变频器运行指示器;
l变频器故障指示器。
(12)自动模式或手动运行指示器到中央控制系统的接口如表1所示。
指令信号
9DCS正反转预选指令信号DI1限于逆流风机16台/每机组
10变频器转速信号至DCSAO14~20MA
11变频器电流信号至DCSAO14~20MA
12DCS至变频器调速信号AI14~20MA对应电机额定转速0~110
交流电机在自动模式中通过中央控制系统控制。这样在正常运行模式中无需任何局部操作。
启动、运行模式及停车顺序等所有功能都由中央控制室操纵。为满足这些要求,变频器控制柜提供以下相关的交换信号。
l数字输入输出的控制电源为24VDC。
l模拟信号,用于给定频率和实际频率,为4～20mA。
l补充及任选的信号交换由profibus、MODEBUS等系统的接口通信系统执行。
所有的信号都为绝缘(独立电位)，保护内部电源供应,可防不正确的连接或短路。
(13)抑制谐波的措施
变频器系统的设计适用于工业环境且不影响其他用电设备。可把谐波电流排除或减小到最低。使风电机电流非常接近正弦波。满足国际电工委员会制定的IEC61800-3标准。
l为防护电源对变频器的影响，保护变频器和抑制高次谐波，在下列情况下，应配置直流电抗器。
当给变频器供电的同一电源节点上有开关式无功补偿电容器屏或带有可控硅相控负载时，因电容器屏开关切换引起的无功瞬变致使网压突变和相控负载造成的谐波和电网波形缺口，有可能对变频器的输入整流电路造成损害。
当变频器供电三相电源的不平衡度超过3％时。
当要求提高变频器输入端功率因数到0.93以上时。
当变频器接入大容量变压器时，变频器的输入电源回路流过的电流有可能对整流电路造成损害。一般情况下，当变频器供电电源的容量大于550kVA以上时，或者供电电源大于变频器容量的10倍时，变频器需要配置直流电抗器。
l交流输入电抗器
当电网波形畸变严重，或变频器在配置直流电抗器后，变频器和电源之间高次谐波的相互影响还不能满足需求时，可增设交流输入电抗器。交流输入电抗器还可提高变频器输入侧的功率因数。
l交流输出电抗器
当变频器到电机的连线超过80m时，建议采用多绞线并安装可抑制高频振荡的交流输出电抗器。避免电机绝缘损坏、漏电流过大和变频器频繁保护。
l输入侧EMI滤波器
可选配EMI滤波器来抑制从变频器电源线发出的高频噪声干扰。
l输出侧EMI滤波器
可选配EMI滤波器来抑制变频器输出侧产生的干扰噪声和导线漏电流。
l接地干线安装一个干线侧RFI滤波器(CE滤波器)。在变换器附近,电机,电机屏蔽及滤波器元件之间,
一个好的HF(高频)对于CE滤波器的生效是非常必要的。
l在风机电机上由变频器运行引起的附加噪声辐射,
与直接电机运行模式比较小于3dB。变频器出口到电机的专用滤波器在容许的声能级增长的范围之内。在运行频率的整个范围(0～110等于0～55Hz)
及所有负载条件下满足这个条件。
4空冷风机控制逻辑及转速级配置表
空冷凝汽器(ACC)系统的自动控制是以优化的热力计算结果为依据，按发电机组热力计算的研究结果，以及工艺管道的布置结构，对风机的控制进行合理的风机转速级配置。根据风机转速级配置图，通过调节风机转速，使汽轮机的排汽压力保持在一个设定值的范围内。
一个最低转速设定值(当风机由变频器控制时)是用来保护风机的电机的。通过变频器的控制，风机会在最低和最高转速之间以无级变速运行，或者在低蒸汽负荷的条件下停机。
4.1缩写说明
隔离阀缩写
A在第A排配汽管道上的隔离阀C顺流凝汽管束/风机
B在第B排配汽管道上的隔离阀D逆流凝汽管束/风机
C在第C排配汽管道上的隔离阀
D在第D排配汽管道上的隔离阀
E在第E排配汽管道上的隔离阀
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