发电厂高压变频调速技术的运用研究

发电厂高压变频调速技术的运用研究

袁静静，尹洋

中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司 吉林长春 130001

摘要：我国电力行业的发展关系到我国整体经济的发展速度和发展方向，一直以来我国对其高度重视。发电厂发电机组由主机系统和辅机系统组成，由引风机、送风机、凝水泵、给水泵等组成的辅机系统的用电量达到了厂用电量的80%左右，风机系统的用电量更是占到了的厂用电量的35%左右。

关键词：发电厂；高压变频调速技术；运用

引言

电，使我国基础建设中非常重要的组成部分，是我国人们生产生活必不可少的最重要基础能源。随着厂网分开，竞价上网日趋激烈，各发电企业竞争日趋白热化。努力提高发电设备的完好水平，挖潜节能减排潜力，建立节能型企业，提高发电企业竞价上网的竞争能力，这是发电厂发展的方向。应用高压变频技术对高能耗用电设备进行技术改造，可以实现降低厂用电、降低煤耗、增加上网电量的目的，取得良好的经济效益，这对设备的安全、可靠运行，起重要作用。

1高压变频调速技术

变频调速技术自20世纪80年代逐渐发展起来，目前已经有了较为广泛的运用领域与使用范围，技术的性能也在不断优化，目前研究人员正在积极研究其性能的发挥情况。高压变频调速技术运用过程中包括自适应电动机模型单元、转矩和磁通比较器、脉冲优化选择器等部件构成，分别具有不同的功能。变频调速技术中最为重要的部件是自适应电动机模型单元，能够检查电动机电流、电压等是否处于正常的运行状态，能够获得电动机的相关参数，是转矩控制的重要前提，一旦超过一定的范围应当对其及时处理。转矩和磁通比较器部件的运用以20ms为一个间隔对比反馈值和参考值，为磁场状态与转矩状态的掌握提供了一定的数据支持，将这些数据通过滞环调节器得到，并能够及时采取相关的应对措施。采用CycloneIIEP2C5Q208C8芯片作为脉冲优化选择器的芯片，为电路运行设置5个模块，为系统设计OFDM调制方式的信号源，分别具有不同的功能，运行中能够实现插入循环前缀、D/A功能、星座映射、缓冲模块等功能。在电气企业的生产过程之中，串联的开关器设计越复杂就需要越多的串联的功率开关器件数量，而使自身的耐压能力在一定的范围之内，因此运行过程中就降低了高压变频调速系统效率与可靠性。为此在电力系统运行过程中可以设置高-高高压变频调速系统形式。同时为了保障系统的良好运行，要求选择较低的阻电线缆，以此降低电线线缆热量散失，同时在运行过程中要求正确选择导线截。

2电厂风机节能改造方案

本文以某电厂600Mw火力发电机组为例，该机组配备2台6.3Kw高压风机系统，由于风机系统功率设计值高于实际需求值，因此在实际运行过程中特别是在低负荷运行时使得风机在运用动、静叶流量调节过程中能量损失较高，风机系统运行效率低下，影响了电厂经济效益的提升。因此利用高压变频技术对该风机系统进行节能升级改造。高压变频调速方式具有以下优点：1.调速效率高、稳定性好、平滑性好。2.调速范围大，精度高。3.节约能源效果明显，且对交流系统无冲击。4.变频调速装置便于安装和调试。5.调速过程易于实现过程自动化。可以看出该方案在配备高压变频之路的同时，电源还可以通过KM1高压真空接触器与风机相连，在变频支路出现问题时使得风机可以以工频运行，避免了机组停产的风险，从而提高了机组的运行安全性。

3变频器的几种工作状态

1.待机状态。变频器无重故障，则发允许合高压的信号，6kV高压开关台上后，旁路柜高压带电显示器灯亮。系统发出“系统待机信号”（准备就绪），可起动变频器，变频器起动后准备就绪信号消失。2.运行状态。变频器已起动并运行，界面显示正在运行。3.停机状态。变频器处于非运行状态为系统停机状态。4.本控／远控状态。变频器控制柜柜门上的选择开关处于本控位置，仅能在变频器本机处操作，即本控状态。变频器控制柜柜门上的选择开关处于远控位置远控状态。5.变频／工颊旁路状态。变频／工频旁路接线图见图3，QF采用带综合继电保护装置的高压断路器。KM1、KM2、KM3都采用高压真空接触嚣，可以实现电机自动旁路或软起动功能，其中KM3与进、出线KM1、KM2之间设计闭锁，确保不会出现变频回路与工频回路同时闭合。在KM1与Qsl、osz隔离开关之间设计闭锁，确保KM1在分闸状态，才能分合Qsl、QS2隔离开关。6.故障状态，泵统存在重故障，界面显示系统故障及重故障名称，这种状态下高压无法合闸，必须等重故障消除后，按复位按钮进行复位后才能合闸。引风机变频运行中重故障跳闸逻辑：重故障时先跳6kV开关QF，停变频器，并延时跳KM1、KM2，并发报警信号。变频器柜门上急停按钮跳闸逻辑：按下急停按钮，则跳6kV开关QF及KM1、KM2，变频器停止运行。一次风机变频运行中重故障跳闸逻辑：重故障时，跳KIVI1、KM2，变频器停止运行，并延时2s台KM3，自动切为工频运行方式，如果7s内KM3未合上，则发报警信号。7.开环／闭环运行状态，开环运行：功能菜单的运行方式选择项设置为开环，计算机给定为频率给定，变频器保持运行频率与给定频率一致。闭环运行：功能菜单的运行方式选择项设置为闭环，计算机给定为压力给定，变颇器将通过改变运行频率，保持管网实际压力与给定压力的一致。

4高压提升变频调速器主要技术性能

高压变频调速技术的应用中能够有效提高变频调速器运行效率，由于调速器的主要将5Kv的直流电压作为输入电压，因此在运行过程中，不用再去考虑其他形式的变压器影响因素，广泛的应用于大型高压电动机设备，通过对大量电动机设备运行状态分析可知，利用调速器能够保证电动机设备和电缆运行稳定性，延长其使用寿命；通过应用高压变频调速技术，能够将大多数的功率单元进行组合，形成模块化的排列形式，在后期进行维护和保养时，具有较高的便利性；在高压提升变频调速器中主回路和控制器之间的连接方式为光纤，传输信号强度高，安全性强；内部还安装专业的PLC结构，对于易出现故障的单元可以进行修改单元内部逻辑关系，提高单元的稳定性，能够适应多种场所的工作环境；在高压变频调速技术的应用中，能够制定合理的单元故障检测、保护、定位和预警方案，当出现故障问题后，能够及时将故障位置和原因传输到系统后台；由于高压变频调速器的工作形式为四象限，需要较高的工作要求，而利用高压变频调速技术，制定直流制动、回馈制动等较强的制定模式来提供动能，使其满足调速器的工作需求；在实际运行过程中，需要较高的输入功率因数和提供的电流谐波较低，因此要安装无须功率因数补偿装置来提高输入功率和电流谐波。

结语

该机组风机系统高压变频调速升级后不仅具有良好的经济利益，同时该改造方案具有变频调速支路和工频支路两种运行模式，减少了机组故障停机的风险，提高机组运行的安全性和可靠性。因此高压变频调速技术对于减少辅机系统的耗能，增加电厂的经济行和安全性具有重要意义，应当进行大范围的推广和应用。

参考文献

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