高壓變頻器在節(jié)能領(lǐng)域的新嘗試高壓變頻器在大容量送風機上的研究及應(yīng)用王劍影鄭祖學(xué)謝國強新鄉(xiāng)火電廠摘要高壓變頻調(diào)速技術(shù)在我國電力系統(tǒng)，尤其是在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用非常有限，特別是在超千瓦以上送風機上的應(yīng)用還未有嘗試壓變頻器在大容量送風機上的研究及應(yīng)用不僅僅是種嘗試，它代著個新的節(jié)能領(lǐng)域，有著不可低估的實用價值。

　　新火鍋爐送風機工作現(xiàn)狀新鄉(xiāng)火電廠現(xiàn)有裝機2200順，配哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的67017煤粉爐，兩臺爐的送風機均由1250研的6伙鼠籠異步電動機所帶動，風量靠擋板調(diào)節(jié)，這種節(jié)流調(diào)節(jié)方式，僅僅改變了通道的通流陽?？?，而驅(qū)動源的輸出功率變化很小，造成大1流損尖，風機及電動機運行在低效率1作區(qū)，能源浪費舊常嚴重。

　　新鄉(xiāng)火電廠調(diào)峰頻繁，節(jié)能工作尤為重要，為了節(jié)能，采用后夜調(diào)峰，停臺風機的辦法，雖然，了足的效果，燈也帶來了系列的叫。

　　首先，風機運行，減低了機組運行的可靠忡旦該風機故吣，將會聯(lián)跳制粉系統(tǒng)及火嘴，造成鍋爐滅火，這給機組安全運行帶來了極大的威脅。其次，電機起停過于頻繁，又引發(fā)了系列副作用送風機采接啟動方式，啟動電流很大約為5 7倍的額定電流，在很鈕的1！動過程中，籠型繞組將承受很高的熱應(yīng)力和機械力，致使籠條和端環(huán)在很高的應(yīng)力作用下疲勞斷裂，大的第1頁共9吖啟動電流還會在繞組端部產(chǎn)生很大的電磁力，使繞組端部變形和震動，造成定子繞組絕緣的機械損傷和磨損，而導(dǎo)致定子繞組和絕緣擊穿。大的啟動電流還會造成鐵芯震動，使鐵芯松弛，引起電動機的發(fā)熱。以往高壓電機事故頻繁與直接啟動有相當大的關(guān)系。給主設(shè)備的安全經(jīng)濟運行帶來了極大的威脅。

　　新鄉(xiāng)火電廠柬爐1.2送風機的參數(shù)為電流14076安絕緣等級8級電壓6000伏轉(zhuǎn)速745596轉(zhuǎn)分接線2制造廠沈陽電機廠高退變頻器的種類分析及定型適合1000，以下的電機調(diào)速，缺點效率低，技術(shù)落后。需增加輸出升樂變器，系統(tǒng)效率略微下降，且池面積大。優(yōu)點投資較少。

　　尚型此種方式整體效率高，技術(shù)先進，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，適用于大容量電機。當電機在1000左右時比較合適。缺點投資較大。

　　高中中方式型將6伙高壓電機改為3，電機，采用3伙變頻率，降低投資費。缺點是。1期長，效率低。

　　定型結(jié)論鑒廠新火現(xiàn)況，經(jīng)過比較，選定高方式。

　　變頻器的選型目前低壓變頻器己經(jīng)比較普及，而高壓變頻器需解決高耐壓，大容量等難，其技術(shù)僅掌握在美國羅賓康如810公司，8公司，瑞典六88公司及德國西門子日本富士公司等少數(shù)企業(yè)手中。美國羅沿庚公13的添，階完美后計，變頻器率先采用多1化技收，相山幾個低壓1功率單元串接而成，各功率單元由個多繞組的隔離變壓器供電，以高速微處理機和光導(dǎo)纖維實現(xiàn)控制和通信。從根本上解決般6脈沖和12脈沖變頻器產(chǎn)生的諧波問，可實現(xiàn)完美無諧波變頻。它由多個低壓功率單元串接而成，由低壓變頻單元疊加達到高壓輸出的目的。每個功率單元由輸入隔離變壓器次隔離線圈分別供電。每個功率單元額定電壓為690，每相5個單元串聯(lián)。

　　因此相電壓為3.45伙，對應(yīng)的線電壓為6伙。給功率單元供電的次線圈在繞制時互相存在個12第2好并9頁度電角度的相位差，實現(xiàn)輸入多元化，可形成相當于30脈沖的整流，由于多元化可消除各單元產(chǎn)生的大多數(shù)諧波，對電網(wǎng)的污染可降到很低并且諧波無功造成的功率因數(shù)降低減到比較小，使功率因數(shù)保持在95以上。經(jīng)過考察比較，比較終選擇尖國穸賓康公司生產(chǎn)的完美無諧波高壓變頻器，其型號為6.3 50取；輸入6.3KV；輸出1404.此高壓變頻器包括1400以六干式隔離變壓器松和變頻器功率單元祀，每臺變頻器參數(shù)如下額記功半150071輸出頻率050，額記輸出屯流140額定輸入電壓6300人0；50批輸出電壓，6000，完美無諧波高壓變頻器調(diào)速的基本原理異步電動機的軸較速為=1s=其中s異步屯動機的轉(zhuǎn)差，同步較速7山記子頻率Qp磁極對數(shù)4其他條件不變時，改變。定子頻率4以改貨。異步電動機的軸較速。完公汜偕波高壓變頻器單元串聯(lián)多電平，1電壓源型變頻器是種新型的直接高壓輸出電壓源型變頻器。

　　他采芥干個低，柬變頻功率單元串聯(lián)的方式實現(xiàn)接高1輸1.6以屯網(wǎng)叫1經(jīng)過副邊多重化器結(jié)構(gòu)，相鄰功率單元的輸出端串聯(lián)起來，形成接結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)變壓變頻的高壓直接輸出，供給高壓電動機。6，輸出電壓等級為例，每相由個額定電壓為690的功率單元串聯(lián)而成，輸出相電壓比較高可達3450，線電壓達6以左右。改變每相功率單元的串聯(lián)個數(shù)或功率單元的輸出電壓等級，就可以實現(xiàn)不同電壓等級的高壓輸出。每個功率單元分別由輸入變壓器的組副邊供電，功率單元之間及變壓器次繞組之間相互絕緣。次繞組采用延邊角形接法，實現(xiàn)多重化，以達到降低輸入諧波電流的目的。對于6.電壓等級變頻器而言，給15個功率單元供電的15個次繞組每個組，分為5個不同的相位組，互差12度電角度，形成30脈沖的整流電路結(jié)構(gòu)，輸入電流波形接近正弦波，總的諧波電流失真可達1左右，由于輸入電流諧波失真很低，變頻器輸入的綜合功率因數(shù)可達到0.95以上。

　　六新選完尖后諧波高變頻器的特點能夠節(jié)約大量的電能。祥節(jié)能分析能延長電機的使用壽命。電機可在0轉(zhuǎn)速下軟啟動。

　　減少了機械的磨損。不同負荷下風機的轉(zhuǎn)速比額定轉(zhuǎn)速低能比較大限度的不間斷無跳閘運行。

　　具有旋轉(zhuǎn)負載啟動功能。

　　功率單元帶旁路系統(tǒng)。

　　控制信號傳輸?shù)木雀咚俣瓤?，低壓控制與高壓電源部分隔離好。

　　具有可砧的保護功能10余種。

　　變頻器具有高功率因數(shù)0.95以上，高效率96以上。高質(zhì)量輸出，輸出波形在滿速時近似正弦波，偕波火真度電流為0.8，電壓為1.2.，過戰(zhàn)能力0，瞬，達150.

　　具有控制信號掉電保持功能，設(shè)定在80額定值變頻器調(diào)速范圍0100連續(xù)可調(diào)，頻率輸出120呢，力減速時間0.廣3200秒根據(jù)負載情況可設(shè)定，頻率精度±0.5變頻器可在輸出不帶電的情況下進行空載調(diào)試，也可在沒有6.3伙高壓情況下，用低壓電進行空載調(diào)試，距離變頻器1米處任何方向測試，噪音指標低尸750，第3奴凡9頁變頻裝置對輸出電纜長度無任何要求變頻裝置輸出波形不會引起電機的諧振，轉(zhuǎn)矩脈沖小于1.

　　變頻器輸出的滿載時電流諧波分量小于2，對電機沒有特殊的要求，可以延用以往的普通異步電機，電機不必降額使用。

　　36脈沖輸入可符合正5191992或各國供電部門對電壓失真和電流失真比較嚴格的要求。

　　開關(guān)量輸入起動。停止。急停。遠方就地轉(zhuǎn)換。

　　開關(guān)量輸出1變頻器切就緒，2變頻器運行，3變頻停止。4.變頻器故障。

　　5.變頻器遠方就地。

　　變頻器有420船輸入用于頻率調(diào)節(jié)，允許多到3路420船輸入變頻器有420祖，輸出用于電機功率。電流。頻率指信號。

　　門上有鍵盤顯，可直接進行設(shè)定，控制器有各種故障診斷，調(diào)節(jié)及邏輯。功能組態(tài)，鍵盤操作及顯等功能。

　　變頻器的可靠性極高，模塊化結(jié)構(gòu)即使出現(xiàn)問也可及時更換。

　　七新鄉(xiāng)火電廠變頻器改造1次系統(tǒng)方式2次回路進行了設(shè)計改造為加裝變頻器，沿對送風機的次回路進廳了設(shè)計改造，增加了工頻開關(guān)，變頻器刀閘，送風機聯(lián)鎖開關(guān)等部件，裝設(shè)了=1=2送風機變頻器起停開關(guān)裝設(shè)1=2送風機變頻器信號發(fā)生器調(diào)速；引入了轉(zhuǎn)速信號裝設(shè)了12送風機變頻器復(fù)歸急停按鈕；在爐集控盤引入熱1光71牌=1=2送風機變頻器故障光宇牌和=1=2送風機變頻器允許介閘光字牌。在=1送風機變頻器開關(guān)引入1把送風機變頻器事故跳閘回路。新設(shè)計工頻變頻雙回路閉環(huán)控制；新設(shè)計鍋爐連鎖保護次回路；新設(shè)計38，雙回路控制電源切換柜；新設(shè)計雙旁功能，即內(nèi)部單元旁路功能外部。1頻開關(guān)旁路功能。

　　1.功率單元測試不帶電機第4頁共9頁，兒了尸測試點波形空載時的電網(wǎng)電壓2變頻器輸出斷開測試定子電流力矩分量給定值；已8相參考電壓第5頁共9頁脫尺8加上3次諧波的8相電壓給定值帶電機空載不帶風機運行第6頁共9頁VBNB相反饋電壓；IbFDBKB相反饋電流4帶風機滿載運行第7頁共9頁測試結(jié)論送風機經(jīng)過小時滿負荷試運行，以上各種波形測試結(jié)果證明變頻器性能良好。

　　測試波形時間2000.十節(jié)能分析4爐送風機電機參數(shù)以臺送風機；耵送風機為例額定電壓6000，額定電流140人額定功率1250Kff目前實際使用情況以1年365天，每天運行2，小，計滿負荷風機擋板給定器開度68，電機電流5六，每天運行小，70負荷風機擋板給定器開度57，電機電流9每天運行9小，計算的依據(jù)。每臺電機的輸出功率在現(xiàn)有情況下可以近似認為電機功率=電機額定功率電機電流電機額定電流由于般情況下，風機類負載可以認為流量與電機速度成正比，風機輸出功率與弈速的立方成正比。目前管路采用導(dǎo)向器整，方法控制流量，由于導(dǎo)向器整，會引起管路阻力特征曲線改變，流量改變以后風機輸出功率變化的計算比較復(fù)雜，故不能作詳細計算。下面的節(jié)能按保守情況計算。

　　保守情況下考慮到其它各種損耗，認為風機輸出功率與流量3次方成正比電機輸出功率認為與風機功率相等。

　　節(jié)能計算保守情況。使用變頻調(diào)速以前該臺，機1年內(nèi)消耗的電能為界年前=電機臺電機功率，小，天365天年+電機臺使用變頻調(diào)速以后，以前導(dǎo)向器整，的流量，耗可以通過調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速改變風機流量來節(jié)省，電機輸出功率以額功率計算。

　　滿負荷=電機臺電機功率小時天365天年評7，貞荷=電機臺電機功率9小時天365天年以使叩變頻調(diào)速以后每年可以節(jié)電ft=ft=1=4.按新鄉(xiāng)火電廠4邯機目前上網(wǎng)電價32元作他計算，年可節(jié)結(jié)論；至今，完美無諧波高壓變頻器在新火投運年來情況良好，眾多兄弟單位來此學(xué)習(xí)參觀，說明完美無諧波高壓變頻器雜次在國內(nèi)超千瓦大容量送風機上的丈踐應(yīng)用獲得廠成功該類型壓變頻器具介可靠性高調(diào)速帶食啟動電流小省茫功功率因數(shù)高效率高‘機械振動和磨損小，操作簡單，投運以來，電動機定子繞組開焊鐵芯松她轉(zhuǎn)子鼠籠條斷裂的情況再沒發(fā)生，其節(jié)能效果明顯2001年即被列為局科技節(jié)能項目，并順利通過河南省局科技處及華中網(wǎng)局節(jié)能中心的鑒定，這是高科技產(chǎn)品在節(jié)能領(lǐng)域的又嘗試，從此開辟了個新天地。今后需要進步研允的課是如何實現(xiàn)尚壓變頻器與005的接軌，進行全自動調(diào)節(jié)，從而達到種理想化的節(jié)能效