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(fēng)機(jī)上的研究及應(yīng)用王劍影鄭祖學(xué)謝國(guó)強(qiáng)新鄉(xiāng)火電廠摘要高壓變頻調(diào)速技術(shù)在我國(guó)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(fēng)機(jī)上的應(yīng)用還未有嘗試壓變頻器在大容量送風(fēng)機(jī)上的研究及應(yīng)用不僅僅是種嘗試，它代著個(gè)新的節(jié)能領(lǐng)域，有著不可低估的實(shí)用價(jià)值。

　　新火鍋爐送風(fēng)機(jī)工作現(xiàn)狀新鄉(xiāng)火電廠現(xiàn)有裝機(jī)2200順，配哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的67017煤粉爐，兩臺(tái)爐的送風(fēng)機(jī)均由1250研的6伙鼠籠異步電動(dòng)機(jī)所帶動(dòng)，風(fēng)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。抗，而驅(qū)動(dòng)源的輸出功率變化很小，造成大1流損尖，風(fēng)機(jī)及電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在低效率1作區(qū)，能源浪費(fèi)舊常嚴(yán)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(tái)風(fēng)機(jī)的辦法，雖然，了足的效果，燈也帶來了系列的叫。

　　首先，風(fēng)機(jī)運(yùn)行，減低了機(jī)組運(yùn)行的可靠忡旦該風(fēng)機(jī)故吣，將會(huì)聯(lián)跳制粉系統(tǒng)及火嘴，造成鍋爐滅火，這給機(jī)組安全運(yùn)行帶來了極大的威脅。其次，電機(jī)起停過于頻繁，又引發(fā)了系列副作用送風(fēng)機(jī)采接啟動(dòng)方式，啟動(dòng)電流很大約為5 7倍的額定電流，在很鈕的1！動(dòng)過程中，籠型繞組將承受很高的熱應(yīng)力和機(jī)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(dòng)電流還會(huì)在繞組端部產(chǎn)生很大的電磁力，使繞組端部變形和震動(dòng)，造成定子繞組絕緣的機(jī)械損傷和磨損，而導(dǎo)致定子繞組和絕緣擊穿。大的啟動(dòng)電流還會(huì)造成鐵芯震動(dòng)，使鐵芯松弛，引起電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱。以往高壓電機(jī)事故頻繁與直接啟動(dòng)有相當(dāng)大的關(guān)系。給主設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來了極大的威脅。

　　新鄉(xiāng)火電廠柬爐1.2送風(fēng)機(jī)的參數(shù)為電流14076安絕緣等級(jí)8級(jí)電壓6000伏轉(zhuǎn)速745596轉(zhuǎn)分接線2制造廠沈陽電機(jī)廠高退變頻器的種類分析及定型適合1000，以下的電機(jī)調(diào)速，缺點(diǎn)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(diǎn)投資較少。

　　尚型此種方式整體效率高，技術(shù)先進(jìn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，適用于大容量電機(jī)。當(dāng)電機(jī)在1000左右時(shí)比較合適。缺點(diǎn)投資較大。

　　高中中方式型將6伙高壓電機(jī)改為3，電機(jī)，采用3伙變頻率，降低投資費(fèi)。缺點(diǎn)是。1期長(zhǎng)，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(guó)羅賓康如810公司，8公司，瑞典六88公司及德國(guó)西門子日本富士公司等少數(shù)企業(yè)手中。美國(guó)羅沿庚公13的添，階完美后計(jì)，變頻器率先采用多1化技收，相山幾個(gè)低壓1功率單元串接而成，各功率單元由個(gè)多繞組的隔離變壓器供電，以高速微處理機(jī)和光導(dǎo)纖維實(shí)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(shí)現(xiàn)完美無諧波變頻。它由多個(gè)低壓功率單元串接而成，由低壓變頻單元疊加達(dá)到高壓輸出的目的。每個(gè)功率單元由輸入隔離變壓器次隔離線圈分別供電。每個(gè)功率單元額定電壓為690，每相5個(gè)單元串聯(lián)。

　　因此相電壓為3.45伙，對(duì)應(yīng)的線電壓為6伙。給功率單元供電的次線圈在繞制時(shí)互相存在個(gè)12第2好并9頁度電角度的相位差，實(shí)現(xiàn)輸入多元化，可形成相當(dāng)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(duì)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(guó)穸賓康公司生產(chǎn)的完美無諧波高壓變頻器，其型號(hào)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(tái)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(dòng)機(jī)的軸較速為=1s=其中s異步屯動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差，同步較速7山記子頻率Qp磁極對(duì)數(shù)4其他條件不變時(shí)，改變。定子頻率4以改貨。異步電動(dòng)機(jī)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(gè)低，柬變頻功率單元串聯(lián)的方式實(shí)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(shí)現(xiàn)變壓變頻的高壓直接輸出，供給高壓電動(dòng)機(jī)。6，輸出電壓等級(jí)為例，每相由個(gè)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(dá)3450，線電壓達(dá)6以左右。改變每相功率單元的串聯(lián)個(gè)數(shù)或功率單元的輸出電壓等級(jí)，就可以實(shí)現(xiàn)不同電壓等級(jí)的高壓輸出。每個(gè)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(shí)現(xiàn)多重化，以達(dá)到降低輸入諧波電流的目的。對(duì)于6.電壓等級(jí)變頻器而言，給15個(gè)功率單元供電的15個(gè)次繞組每個(gè)組，分為5個(gè)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(dá)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(dá)到0.95以上。

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

　　減少了機(jī)械的磨損。不同負(fù)荷下風(fēng)機(jī)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(yùn)行。

　　具有旋轉(zhuǎn)負(fù)載啟動(dòng)功能。

　　功率單元帶旁路系統(tǒng)。

　　控制信號(hào)傳輸?shù)木雀咚俣瓤欤蛪嚎刂婆c高壓電源部分隔離好。

　　具有可砧的保護(hù)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(shí)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(dá)150.

　　具有控制信號(hào)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(shí)間0.廣3200秒根據(jù)負(fù)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(jìn)行空載調(diào)試，也可在沒有6.3伙高壓情況下，用低壓電進(jìn)行空載調(diào)試，距離變頻器1米處任何方向測(cè)試，噪音指標(biāo)低尸750，第3奴凡9頁變頻裝置對(duì)輸出電纜長(zhǎng)度無任何要求變頻裝置輸出波形不會(huì)引起電機(jī)的諧振，轉(zhuǎn)矩脈沖小于1.

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

　　36脈沖輸入可符合正5191992或各國(guó)供電部門對(duì)電壓失真和電流失真比較嚴(yán)格的要求。

　　開關(guān)量輸入起動(dòng)。停止。急停。遠(yuǎn)方就地轉(zhuǎn)換。

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

　　5.變頻器遠(yuǎn)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(jī)功率。電流。頻率指信號(hào)。

　　門上有鍵盤顯，可直接進(jìn)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(shí)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(jìn)行了設(shè)計(jì)改造為加裝變頻器，沿對(duì)送風(fēng)機(jī)的次回路進(jìn)廳了設(shè)計(jì)改造，增加了工頻開關(guān)，變頻器刀閘，送風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖開關(guān)等部件，裝設(shè)了=1=2送風(fēng)機(jī)變頻器起停開關(guān)裝設(shè)1=2送風(fēng)機(jī)變頻器信號(hào)發(fā)生器調(diào)速；引入了轉(zhuǎn)速信號(hào)裝設(shè)了12送風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)變頻器故障光宇牌和=1=2送風(fēng)機(jī)變頻器允許介閘光字牌。在=1送風(fēng)機(jī)變頻器開關(guān)引入1把送風(fēng)機(jī)變頻器事故跳閘回路。新設(shè)計(jì)工頻變頻雙回路閉環(huán)控制；新設(shè)計(jì)鍋爐連鎖保護(hù)次回路；新設(shè)計(jì)38，雙回路控制電源切換柜；新設(shè)計(jì)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(cè)試不帶電機(jī)第4頁共9頁，兒了尸測(cè)試點(diǎn)波形空載時(shí)的電網(wǎng)電壓2變頻器輸出斷開測(cè)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(jī)空載不帶風(fēng)機(jī)運(yùn)行第6頁共9頁VBNB相反饋電壓；IbFDBKB相反饋電流4帶風(fēng)機(jī)滿載運(yùn)行第7頁共9頁測(cè)試結(jié)論送風(fēng)機(jī)經(jīng)過小時(shí)滿負(fù)荷試運(yùn)行，以上各種波形測(cè)試結(jié)果證明變頻器性能良好。

　　測(cè)試波形時(shí)間2000.十節(jié)能分析4爐送風(fēng)機(jī)電機(jī)參數(shù)以臺(tái)送風(fēng)機(jī)；耵送風(fēng)機(jī)為例額定電壓6000，額定電流140人額定功率1250Kff目前實(shí)際使用情況以1年365天，每天運(yùn)行2，小，計(jì)滿負(fù)荷風(fēng)機(jī)擋板給定器開度68，電機(jī)電流5六，每天運(yùn)行小，70負(fù)荷風(fēng)機(jī)擋板給定器開度57，電機(jī)電流9每天運(yùn)行9小，計(jì)算的依據(jù)。每臺(tái)電機(jī)的輸出功率在現(xiàn)有情況下可以近似認(rèn)為電機(jī)功率=電機(jī)額定功率電機(jī)電流電機(jī)額定電流由于般情況下，風(fēng)機(jī)類負(fù)載可以認(rèn)為流量與電機(jī)速度成正比，風(fēng)機(jī)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(huì)引起管路阻力特征曲線改變，流量改變以后風(fēng)機(jī)輸出功率變化的計(jì)算比較復(fù)雜，故不能作詳細(xì)計(jì)算。下面的節(jié)能按保守情況計(jì)算。

　　保守情況下考慮到其它各種損耗，認(rèn)為風(fēng)機(jī)輸出功率與流量3次方成正比電機(jī)輸出功率認(rèn)為與風(fēng)機(jī)功率相等。

　　節(jié)能計(jì)算保守情況。使用變頻調(diào)速以前該臺(tái)，機(jī)1年內(nèi)消耗的電能為界年前=電機(jī)臺(tái)電機(jī)功率，小，天365天年+電機(jī)臺(tái)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(jī)轉(zhuǎn)速改變風(fēng)機(jī)流量來節(jié)省，電機(jī)輸出功率以額功率計(jì)算。

　　滿負(fù)荷=電機(jī)臺(tái)電機(jī)功率小時(shí)天365天年評(píng)7，貞荷=電機(jī)臺(tái)電機(jī)功率9小時(shí)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(jī)目前上網(wǎng)電價(jià)32元作他計(jì)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(yùn)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(guó)內(nèi)超千瓦大容量送風(fēng)機(jī)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(dòng)電流小省茫功功率因數(shù)高效率高‘機(jī)械振動(dòng)和磨損小，操作簡(jiǎn)單，投運(yùn)以來，電動(dòng)機(jī)定子繞組開焊鐵芯松她轉(zhuǎn)子鼠籠條斷裂的情況再?zèng)]發(fā)生，其節(jié)能效果明顯2001年即被列為局科技節(jié)能項(xiàng)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(gè)新天地。今后需要進(jìn)步研允的課是如何實(shí)現(xiàn)尚壓變頻器與005的接軌，進(jìn)行全自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而達(dá)到種理想化的節(jié)能效