火力发电厂高压大功率变频器类型与特点分析王恒壮

火力发电厂高压大功率变频器类型与特点分析王恒壮

王恒壮卢鹏盛培峰王瑞

（华润电力江苏检修有限公司）

摘要：火力发电厂是维持城市用电的主要电力来源，其运行直接关系到城市用电的正常情况，所以火力发电厂运行状态一直备受关注，而高压大功率变频器作为维持火力发电厂正常运行发电的重要设备，理应得到重视。对此，作者基于对高压大功率变频器的了解，详细分析了火力发电厂高压大功率变频器类型，并探讨了火力发电厂高压大功率变频器的特点，希望对高压大功率变频器的实际应用起到积极作用。

关键词：火力发电厂；高压大功率变频器；类型及特点

目前，我国绝大多数城市都建立火力发电厂，并应用到了多种多样的大功率变频器，很好的维持了火力发电厂持续性发电，从而为城市提供大量电力。资料显示，很多火力发电厂建设时间较长，会应用到多个厂家制造的变频器，因为设计及控制原理多样化，使得大功率变频器类型繁多，使用方法也不同，最终产生的作用也不同。所以，为进一步了解高压大功率变频器，本文选择某火力发电厂为例，分析了火力发电厂高压大功率变频器类型与特点，以更好的在实际发电过程中高效应用高压大功率变频器。

1某火力发电厂的高压大功率变频器使用概况

该火力电厂一共有16台高压大功率变频器，根据制造厂家不同来区分，有罗宾康变频器、广州智光变频器、东方日立二代变频器、东方日立三代变频器；根据应用对象则分为一次风机变频器、凝结水升压泵变频器；根据电气一次操作方式分为工、变频手动式切换变频器、变频自动式切换变频器；根据启动顺序则分为先合高压开关变频器和后启动变频器。经过反复调查发现这么多种类的变频器实质上可以归纳为两大类，即：具有工变频手动切换功能的高压大功率变频器，以及具有工变频自动切换功能的高压大功率变频器两大类型，下面简称手动切换高压大功率变频器和自动切换高压大功率变频器，具体类型及特点如下：

2工手动切换高压大功率变频器

2.1特点及优点

1）内部的回路及电路设计较为简单，因此能够适用于多个领域，因为占地面积小，故具有很强的便利性，加之价格便宜，是火力发电厂中最为受欢迎的高压大功率变频器之一；2）控制方法检查，用户开关在不进行改造的情况下就能控制回路，其控制原理在于先关闭高压开关，然后再启动变频器，最后时限控制，例如东方日立二代采取先启动变频器就是使用这种控制方法；3）刀闸需要人为手动来进行切换，通常情况下会选用单刀双掷刀闸，在条件允许的情况下可以考虑使用带机械闭锁的双刀双掷刀闸，例如东日立二代为单刀双掷刀闸等[1]。

2.2存在的不足

1）操作时间消耗大尤其是故障发生时，因为故障发生需要人为手动切换后才能停止设备运行，浪费了大量的操作时间。另外，在高负荷运行下，需要提前调节风系统的运行速度及轨迹，避免机组温度过高导致故障发生，同时也减少锅炉灭火保护动作及热工水位保护动作的发生。

2）因为控制方式单一，所以容易导致变频器发生故障时难以全面控制，只能先关掉然后启动才能控制，甚至需要进行修改并重新换掉程序才能控制，不利于变频器设备快速恢复，从而影响发电厂运行效率。

3）先合高压开关，后启动变频器的控制方式，容易增加变频器启动自检前短路事故发生；另外还容易误操作，从而增加事故发展，严重者还直接损坏变频器，影响整体发电厂的正常运行，不利于安全发电。

3自动切换高压大功率变频器

3.1特点及优点

1）与手动切换高压大功率变频器相比开关数量增加，能够实现对多变频器的控制，并实现了自动切换功能的使用，很大程度上提高了变频器的运行效率及安全性。另外，该变频器的刀闸不具备工变频切换功能，但能够隔离刀闸，形成间断点，减少因为刀闸操作不当导致的问题发生[2]。

2）实现了工变频自动切换功能，能够在变频器及其他设备运行时进行工变频切换，不需要停止设备就能操作切换功能，既节省了操作时间，又提高了设备运行过程中的安全性，以及运行稳定性，实现设备持续性运行，一定程度上提高了发电厂运行效率。

3）控制方式多样化，不仅能够实现对热工系统的工频控，还能够对实现对风门、挡板变频，两种控制方式都能够应用到该变频器上，以保证该变频器的稳定性及安全性。另外，还可以通过设置工、变频切换按钮控制整个变频器运行，具有很强的便利性。

4）该变频器能够实现自动检查自身的运行安全性，如果自检合格则向用户开关发出合闸指令，从而驱使设备运行；如果自检不合格则会延时启动指令发出时，一般为10s，待自动调节或者人工调节合格后才能继续发出指令，从而保证变频器安全运行，并减少短路损坏设备的事故发生[2-3]。

3.1存在的不足

1）开关的新增也增设了很多应用型设备，增大发电厂的占地面积，同时还在很大程度上增加了造价成本及维护费用等。

2）该变频器使用还需要对用户开关进行了电气二次控制回路改造，使原来的合闸回路转变成工频启动回路、合闸和跳闸回路合并为联变频器，形成了自动合、跳用户开关，虽然能够很好的控制回路，但回路控制难度及复杂程度增加，不利于便捷性操作。

3）自动切换变频器并不是完全自动化操作，部分程序依然需要人为操作，例如工、变频两种控制方式在同时进行时就需要人为去控制，其中工频运行时调门开度应为0%～100%；变频运行时调门开度应为100%，这无疑增加了工作量[3]。

4）热工回路和电气二次控制回路修改后还需要经过多次开关传动、电机空载试运和带负荷起动，并进行停运和运行中的工、变频切换才能验证全部逻辑和回路，增加了前期施工时间。

4结语

总而言之，被应用于火力发电厂的高压大功率变频器有很多，既可以根据生产制造商的不同进行分类，又可以根据应用对象的不同进行分类，还可以通过电气一次操作方式、启动顺序等进行分类，但总的来说可以分为手动切换高压大功率变频器和自动切换高压变频器，具体是工变频手动切换功能的高压大功率变频器和工变频自动切换功能的高压大功率变频器两大类。不管是什么类型的高压大功率变频器是在发电厂运行过程中起着积极性，所以上就选择手动切换和自动切换两大类高压大功率变频器作为分析对象，探讨了高压大功率变频器类型与特点。

参考文献：

[1]王俊奎.高压变频器在电厂的应用及设备监理[D].华北电力大学（北京），2017.

[2]王志刚.高压变频器在热电厂引风机电机上的应用[J].华电技术，2015，37（08）：53-55+78.

[3]DHVECTOL-DI高压大功率变频调速装置用户手册[M].东方日立（成都）电控设备有限公司.