高压变频器在电厂的运用与问题探讨

高压变频器在电厂的运用与问题探讨

胡祥飞杨建斌

国电铜陵发电有限公司上海244000

摘要：随着电力电子技术和微电子技术的发展，变频技术的市场应用范围逐渐扩宽。如今，高压变频器在电厂中的运用已经较为普遍。在实际应用中，高压大功率变频器调速技术对电厂辅机的节能改造工程已经实现了十分突出的电厂电力能耗节约的现实效果。本文对高压变频器在电厂辅机设备中的运用进行了研究，并提出高压变频器在运用中需注意的问题。

关键词：高压；变频器；电厂；运用

引言：近年来，电厂对人们生活和生产的用电需求的供应不断加大，据中国产业信息网使电力能耗量长期处于激增状态。而新时期，在电厂运营中，变频技术的运用对电厂节能降耗的实现起到了关键性的作用。但该项技术应用的同时，不得不关注变频器故障等消极因素对电厂安全稳定运行的影响，尤其是电厂运用高压变频器时，应对高压变频器的安装、调试、运行、保养和防老化防干扰等问题进行格外关注。

一、高压变频器概述

变频器，是指利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。随着科技的发展，变频技术在更新换代中逐渐成熟，高压变频稳定性问题已经可以通过器件串联或单元串联的方式来解决。至此，高压大功率变频调速装置被广泛应用于大型矿业生产厂、市政供水、冶金钢铁、电力能源等领域。据悉，应用变频技术的电厂辅机设备，例如风机、水泵等，其节能率范围在20%~60%，基于发电成本控制的目标，越来越多的发电厂引入适用于辅机变频改造的高压变频器，以期提高电厂在市场中的竞争力。

在电厂的实际运用中，高压变频器的两大作用十分突出，包括：其一，降低电厂辅机设备的启动电流，减少了设备转动带来的机械冲击。电厂发电及控制设备一般都是大转矩负载，应用高压变频器后，使用变频启动能够大大降低电厂设备的启动电流，起到降低动态转矩的效果，以此来实现对机械冲击的减少的目的。其二，电厂实现了有效的节能。电厂运用高压变频器，通过远程控制、水压控制、水位控制、温度控制等多种方式进行变频调节，既满足了生产需求，又实现了节能降耗的效果。

二、高压变频器在电厂的运用

1、高压变频器在电厂循环水泵上的应用

在电厂循环水泵的运行中运用高压变频器，对降低电流和功率负荷，和实现经济效用具有明显的应用优势。电厂循环水泵运用变频控制的原理为：利用变频技术，改变循环水泵电机转速，对水泵流量和压力进行优化控制，以实现循环水泵的节能效果。

在电厂中，常见的运用高压变频器的水泵主要包括：汽机凝结水泵和汽机闭式水泵。其中，运用高压变频器的汽机凝结水泵的运行方法如下：将两台凝结水泵，配置一台共用高压变频器，并各配置一台高压电动机。从而使两台凝结水泵形成工频电源和变频电源两路电源。在运用中，利用开关辅助节点进行工频和变频电源的闭锁，实现有效的水压控制。另外，运用高压变频器的汽机闭式水泵的运行方法如下：将两台闭式水泵，各配置一台高压电动机，并针对其中一台闭式水泵配置一台高压变频器。在运行时，采用变频泵运行，工频泵备用的运行方式。而这种运行方法的另一个优势在于，如果加装变频器于电源开关与变频泵之间，那么在电厂检修时，对变频器的检修过程中，可以将变频泵切换至工频电源使用，实现了检修和运行互不相扰。

2、高压变频器在电厂锅炉风机上的应用

在电厂辅机设备中，风机的地位十分重要，其是电厂锅炉的重要辅机。风机的运行原理是：风机将空气输送给磨煤机和空气加热器，以满足锅炉的燃烧需求。传统风机在使用中，对风机出口流量的调节一般应用挡板来实现，而这种利用挡板的控制方法，导致节流的损失将较大，且这种系统的工作效率较低，这种风门的结构也使成本控制受限。而运用高压变频器的风机，使风机的流量控制装置得到了优化。其运行方法为：将两台引风机和两台送风机，分别配置一台高压电动机。在电源开关与风机之间加装高压变频器，同时将整套变频装置配备自动旁路装置。采用一台变频器拖动一台风机的自动切换方案，以便变频器发生故障时，可自动切换至工频运行，保证整个系统运行的持续性和稳定性。

三、高压变频器在电厂运用中需注意的问题

1、安装与接线

电厂辅机设备在对高压变频器进行安装时，应注意设备所处环境对高压变频器运行的影响问题。即：变频器在安装时，应确保安装环境无腐蚀性、无易燃性气体、无油烟、粉尘等；同时，高压变频器安装对环境温度也有要求，因为一旦超过允许值10℃以上，高压变频器的使用寿命将大大减少。在室内使用过程中，高压变频器安装应保证温度高于-5℃，低于40℃。若安装中，检测环境温度超出允许范围，则应考虑安装通风散热装置或空调，来调节室内温度，使其达到高压变频器适应的安装和使用温度；安装时，应注意高压变频器的散热距离的把控，高压变频器距离侧面墙距不应少于800mm，高压变频器距离屋顶应不少于1500mm。另外，高压变频器安装时，还应考虑远离较大震动源和其他相互产生干扰的仪器设备。

电厂在对高压变频器进行接线前，应对导线截面积、电压等级等相关参数，是否符合接线标准进行核准，核对方法为：可进行针对性的变压器和输入、输出高压电缆的耐压测试。在接线过程中，应注意的事项包括：配线应具有针对性分类，输入和输出电缆配线应分开进行，其中，可供选择的接线方法包括：焊接、插接、螺栓连接等等；柜体配线应以清晰、牢固为标准，接入端子排应避免受机械应力作用，且注意防范绝缘损坏。柜内导线不应有接头；电缆接线时需注意，不应将强电、弱电回路同用一根电缆，信号线和通讯线必须采用屏蔽电缆，并将屏蔽层单端接地。

2、运行、调试与保养

电厂在运用高压变频器时，运行中应注意变频器对电网电压波动的适应能力和对现场环境的适应能力。其中，高压变频器对电压波动的适应问题，具体应注意以下几个方面：设置变频器允许的输入电压波动范围的参数时，应保证适应于如下情形，即电力火电机组母线电压跌落30%时，变频器不应发生停机现象。也就是说，在面对电源瞬间跌落或消失时，变频器应具有持续性的驱动负载的稳定性。

高压变频器对电厂运用环境的适应问题，具体应注意：由灰尘而引起的滤网堵塞、绝缘功能下降和损坏电子元器件等相关问题。在对元器件选择时，应具有适应环境的预见性，例如：选择可拆洗、方便维护的空气滤网；选择适应对温湿度和系统温升要求较低的元器件。另外，还需对变频器进行固定的日常巡视和维护工作，以防治其内部元器件的老化、和运行磨损带来的故障问题。

在调试上和防干扰问题上，电厂运用高压变频器时需注意以下几种试运行中易发生的故障问题：远程无法正常升降速或升降速不同步、过电流和过载、过电压与欠电压等等。针对这些问题的处理，应针对设备运行的具体参数、和变频器故障记录等数据，进行面向调试的故障诊断和处理。

结语：电厂辅机设备调试中，应用高压变频技术越来越广泛。高压变频器在电厂辅机设备中的应用，使电厂运营具有了更加明显的稳定性、可靠性和安全性。据统计，在我国，电厂应用高压变频器进行辅机改造后，虽然优化了辅机的运行、并节省了耗能，但同时变频器故障问题也时有发生。因此，在变频器运用中，应保持对其运用环节的严谨性，对变频器运用过程的注意事项多做分析，对故障问题拟提供应急处理办法，提高变频器的工作效率。

参考文献：

[1]龚键，陈俊梅，张平军.高压变频器在火电生产中的运维[J].电工技术.2015（04）

[2]于德营.高压变频器在发电厂中的应用[J].科技资讯.2010（03）

[3]彭永.高压变频器在发电厂中的运行与维护[J].中国新技术新产品.2017（08）