华能电厂高压电动机变频调速枝术应用情况分析

电力18讯：    
作者：李飞    李飞摘要：

    近两年中国出现大面积的缺电，由于建设周期问题，不可能在短时间内解决。采用各种节能降耗措施，降低现役机组的厂用电率，提高现役机组的出力，可以部分缓解用电紧张的"电荒"局面，进而有效缓解火电厂燃料运力紧张的局面。而节能降耗是国家的基本国策。中国华能集团公司通过优化结构、调整布局、保护环境、技术革新、加强管理等一系列措施，实现节能、节水和减少污染排放的目标，通过实施节能专项工程，1998年率先在电力生产过程引进高压变频调速技术。
    在火力发电厂使用着大量6kV高压等级的电动机，是发电厂重要的动力设备。高压变频调速技术有着广阔的空间和用武之地。采用高压变频调速技术来降低厂用电量，成为电厂节能技术措施之一。
    为了更好地推广节能、环保变频调速技术，满足电力生产企业内挖潜力、节能降耗、提高效益的目的，以创新精神来作些探讨分析，把己经实施的高压变频节能专项工程，进行一次全方位的总结，进而形成比较完整完善的经验教训、方案和标准。
一、变频节能的原理简介
    根据风机、水泵的流量与功率的关系:
    Q∝KXn(流量正比于速度);
    H∝KX2n(压力正比于速度平方);
    P∝KX3n(功率正比于速度立方)。
    以上式中，Q为流量;H为水压;P为电机功率;K为比例系数。
    由此可知，只要调节泵的速度就可得到用户期望的流量，并可以节约电能。
    根据异步电动机的同步转速，即旋转磁场的转速为:n=60f1/np,其中n1为同步转速;f1为定子频率;np为磁极对数。而异步电机的轴转速为n=n1(l-s)=60f1(l-s)/np，其中s为异步电机的转差率，s=(n1-n)/n1。由上可知，改变电机的供电频率，可以实现电机的调速运行。
二、变频器的基本原理
    目前:变频器基本上采用交-直-交电流型或电压型变频器，构成如图1所示。
                     
三、高压电机变频调速方案介绍
    经过在华能火电厂的实践，依据电机功率，高压电机变频调速有三种基本方案，如图2所示。
                
四、经济效益请况
    从过去所作高压变频调速工程看，系统部能可靠稳定运行，在经济和社会效益上取得不错成绩，都具有以下特性:
               
   (1)能方便协调生产，改善生产调节方式，提高了自动化水平。改善启动特性，实现软启动，启动电流小且平稳，减少对电网和设备的冲击，减小机械振动和磨损，提高设备运行的稳定性，减少设备运行的故障率，提高设备运行可靠性，延长使用寿命，降低设备运行维护费用。调节及自动投入能力增强，大大地减轻检修人员的劳动强度，减少维护时间和工作量，节省运行维护费用，提高了经济效益。
   (2)变频器功率因数大、电机以不同转速运行，一般长期运行在40Hz，降低输出功率，其运行电流变小，节约能源、节能率达20%~30%。并且噪音降低，改善环境。
   (3)优异的调节性能，调节平稳、调节范围宽、调节线性度可达0.99、控制精度高。机组可以深度负荷调峰―投运在不同转速、满足流量连续变化的要求。
   (4)可以非常平滑、稳定地调节，大大地改善自动控制系统的工作状况，使系统自动调节性能大大提高，改善了调节品质。
   (5)投入变频运行后，工艺参数都能很好满足生产工艺的要求 风机、泵可以随机组负荷的变化而调节输出功率，达到了节能的目的。风机、泵单耗明显降低(一般降低20%~60%)。
   (6)由于变频器对电动机的软启动和保护等功能，降低了设备损坏，延长了使用寿命，减少了设备维护量。消除了因阀门开度调节引致的节流损失，提高了系统效率;节省了因冲蚀需经常更换阀门的费用。
    虽然有以上共性，由于设备、维护、操作、运行的水平不同，设备投入运行小时数差别巨大，投资回收期也千差万别。如都在吸风机上应用，有的电厂应用时，一旦有故障马上退出运行，立即切入工频运行模式，确保机组安全稳定发电运行(因为每非计划停机一次，电厂就损失很多，远远高于节电带来的效益)，从而不考虑节能节电问题。但有的电厂，却根据故障的情况，一般在机组负荷低谷的时候进行故障处理，更换<