高压变频技术在发电厂中的实际应用

高压变频技术在发电厂中的实际应用

涂浩

（吉电股份四平热电公司136001）

摘要：本文对高压变频器的工作原理、结构以及在生产现场中的实际应用情况加以阐述，并对我厂2号锅炉采用高压变频技术改造后的甲送风机和工频运行的乙送风机在节能等方面进行对比，总结锅炉送风机采用变频调速技术后存在的不足，并提出了高压变频器改进意见。

关键词：变频调速；节能；应用；改进

引言

节能降耗，简单说就是节约能源、降低消耗，用最少的投入去获取最大的经济效益。随着燃煤价格的不断攀升，发电企业也迫切需要通过节能降耗的方式来降低发电成本，提高上网电价竞争力。以四平热电厂为例，每台发电机组都需要通过大量的辅机来维持机组稳定运行，如给水泵、吸风机、送风机、循环水泵等等。这些辅机大多采用容量大、耗电量多的电动机拖动，由于机组需要频繁进行负荷调整，导致这些辅机经常在截流状态下运行，也就是需要经常调节它们的出、入口门或液力耦合器，这种调节方式损耗大，再加上这些辅机的容量设计之初就留有一定量的安全冗余，势必造成许多不必要的电能浪费。所以，将这些浪费的电能节省下来，使辅机的单耗降低，就能达到节能的目的。而高压大功率变频器作为一种新近发展起来的高效节能的调速技术，就是一种很好的途径，不但满足了生产的需要，而且还实现了节能降耗目的，已被各大厂矿企业广泛使用。

一、高压变频器的原理

1、变频器节能原理

异步电动机的转速n与电源频率f、转差率s及电机磁极对数p三个参数之间有如下关系：

图3单元输出PWM波形

输入侧由移相变压器给每个单元供电，移相变压器的副边绕组分为三组，构成脉冲整流方式；这种多级移相叠加的整流方式可以大大改善网侧的电流波形，使其功率因数接近1。

另外，由于变压器副边绕组的独立性，使每个功率单元的主回路相对独立，每个功率单元等效为一台单相低压变频器。当某一个单元出现故障时，通过控制软开关节点导通，可将此单元旁路退出系统而不影响其他单元的运行，变频器可持续降额运行，避免了变频器停机。

二、高压变频器在厂用辅机中的实际应用

2018年8月27日，公司对2号炉甲送风机进行技术改造，历经15个工作日，实现其变频控制。

1、接线方式

2号炉甲送风机变频采用一拖一方式，即一台辅机配备一台变频器。变频器接于6kV厂用母线，为增加运行安全性，变频系统增加旁路。接线方式见图4。

表12号炉送风机电量对比表

由表1可以看出，高压变频装置节能效果十分明显，同时它启动频率低，转速低，电流小且平稳，实现了电机的软启动，避免了用工频电源启动时的大电流对电机绝缘的影响，延长电机的寿命，减少电机维护量，也降低了机械部分的磨损，节约检修维护费用，提高了运行的可靠性。

三、变频器存在的问题和改进

1、变频器存在的问题

（1）、对控制电源稳定性要求高，一旦控制电源故障，变频器将不能正常运行。

（2）、不能实现自启动。电厂设计时考虑到主要辅机重要性，在厂用电瞬间断电即恢复供电后，都能够自启动，以保证机组安全连续运行。而变频器暂时无法实现自启动功能。

（3）、某些配套元件无统一标准，兼容性差。不同厂家、不同批次的产品互不兼容。

2、需要改进的地方

（1）、提高变频器控制电源的可靠性。

为变频器配备可靠的UPS系统。在现场提供的控制电源失电时，UPS系统能够继续为变频器控制系统供电，保证变频器继续运行。

（2）、提高对电压波动或短时失压的适应能力。

火力发电机组辅机多，容量大。当大容量辅机（如循环水泵、给水泵等）启动时，厂用母线电压都有较大的降低，因此必须提高变频器抗电压波动的能力，不能因为电压波动造成停机现象。而且在事故处理时，有时倒换厂用母线要采用拉联的方式，造成厂用母线短暂失电，失电时间为2秒左右，要求变频器能够躲过2秒的时间差，不停机，从而来满足母线切换的需要，实现自启动，保证机组的继续运行。

四、结束语

高压变频装置节能效果明显，而且还实现了电机的软启动，延长电机的寿命，也减少了机械设备的磨损。但在运行可靠性上也存在不足，相继也出现了一些问题，影响了机组的安全运行，这就要求变频器厂家和技术人员加大攻关，促进设备升级换代，来满足电力企业安全运行和节能降耗的双重目标，为企业可持续发展和创建节约型社会做出贡献。

注释：PWM：(PulseWidthModulation)缩写——脉冲宽度调制技术,通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要波形。

IGBT：绝缘栅双极晶体管缩写。是强电流、高压应用和快速终端设备用垂直功率的自然进化。

参考文献：

[1]调速应用百例/王占奎等编--北京科学出版社出版。

[2]变频器应用手册/吴忠智吴加林编著--2版--北京机械工业出版社。

[3]100MW机组给水系统高压变频改造可行性研究--《变频通讯》2006年第1期。

[4]高压变频调速系统技术手册北京利德华福电气技术有限公司。