合康變頻HIVERT系列高壓變頻器在火力發(fā)電廠一次風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用

1、合康變頻HIVERT系列高壓變頻器在火力發(fā)電廠一次風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用作者：和春 來源：內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司內(nèi)容摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，資源約束的矛盾日益凸顯，建設(shè)節(jié)約型社會，進(jìn)行節(jié)能降耗技術(shù)改造，已成為各發(fā)電企業(yè)的積極努力的方向。本文詳細(xì)介紹了大唐國際托克托發(fā)電公司2300MW機(jī)組一次風(fēng)機(jī)變頻改造設(shè)計與運行情況，并對改造后的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了分析。運行結(jié)果證明在火電廠輔機(jī)中利用中壓變頻技術(shù)具有卓越的技術(shù)性能和顯著的經(jīng)濟(jì)效益，具有很好的推廣應(yīng)用價值。關(guān)鍵詞:一次風(fēng)機(jī) 變頻器 節(jié)能降耗 經(jīng)濟(jì)效益 推廣價值一、概述：發(fā)電廠既是電能的生產(chǎn)者，又是電能的用戶和消費者，我國的發(fā)電能源構(gòu)成中，火電占70

2、%以上，而一般的火電機(jī)組，其廠用電一般占發(fā)電量的4%7%，拖動大容量風(fēng)機(jī)、水泵類輔機(jī)的高壓廠用電動機(jī)的耗電量占廠用電的80%左右。由于電力體制改革中廠網(wǎng)分開、競價上網(wǎng)等事物的出現(xiàn)，電廠的發(fā)電煤耗、廠用電率已成為發(fā)電廠考核的重要指標(biāo)，直接關(guān)系到電廠的經(jīng)濟(jì)效益和企業(yè)競爭力。而風(fēng)機(jī)、水泵類輔機(jī)的變速調(diào)節(jié)所起到的節(jié)能效果可顯著地降低廠用電和發(fā)電成本，因此選擇合適的高壓廠用電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)成為電廠節(jié)能工作的當(dāng)務(wù)之急。二、變頻器調(diào)速節(jié)能原理異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速n與頻率f、電動機(jī)轉(zhuǎn)差率s、電動機(jī)磁極對數(shù)p有以下關(guān)系：N60f(1-s)/p由以上公式可知，轉(zhuǎn)速n與頻率f成正比，只要改變頻率f即可改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，同

3、時電動機(jī)的輸出功率也會發(fā)生變化，n與f之間呈線性關(guān)系，當(dāng)f在050Hz變化時，轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)范圍是非常寬的。當(dāng)負(fù)荷變化而一次風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低時，則輸出功率也隨之遞減，而變頻器就能較好的解決這一問題，達(dá)到節(jié)能的目的。三、改造方案2010年托電公司對2300MW機(jī)組的一次風(fēng)機(jī)進(jìn)行中壓變頻調(diào)速改造，本次改造對每臺機(jī)組兩臺電動機(jī)進(jìn)行改造，采用一拖一方式，每臺一次風(fēng)機(jī)電動機(jī)均可采用工、變頻兩種方式運行。經(jīng)過對比分析，選用北京合康億盛變頻科技股份有限公司生產(chǎn)的HIVERT-Y06/177系列高壓變頻器，該裝置變頻器整流器件為二極管，逆變器件為IGBT（如圖1所示），控制方式采用無速度傳感器矢量控制，運行性能更加優(yōu)

4、越。2010年6月新系統(tǒng)全部投入運行。圖1 功率單元原理圖四、系統(tǒng)運行工藝描述變頻器的6kV電源經(jīng)變頻裝置輸入刀閘到高壓變頻裝置，變頻裝置輸出經(jīng)出線刀閘送至電動機(jī)；6kV電源還可經(jīng)旁路刀閘直接起動電動機(jī)。進(jìn)出線刀閘和旁路刀閘的作用是：一旦變頻裝置出現(xiàn)故障，即可馬上斷開進(jìn)出線刀閘，將變頻裝置隔離，手動合旁路刀閘，在工頻電源下起動電機(jī)運行。旁路柜具備五防閉鎖功能；具備工、變頻方式指示功能；帶電指示功能和帶電閉鎖柜門功能。系統(tǒng)改造一次回路如圖2所示。為了充分保證系統(tǒng)的可靠性，給變頻器同時加裝工頻旁路裝置，變頻器異常時，變頻器停止運行，電機(jī)可以直接手動切換到工頻運行狀態(tài)下運行，這樣可以保證機(jī)組的正常安

5、全運行。為了實現(xiàn)變頻器故障的保護(hù)，變頻器對6KV開關(guān)QF進(jìn)行聯(lián)鎖，一旦變頻器故障，變頻器跳開QF。當(dāng)工頻旁路時，變頻器始終允許QF合閘，撤消對QF的跳閘信號，使電機(jī)能正常通過QF合閘工頻啟動。工頻旁路由3個高壓隔離開關(guān)QS1、QS21和QS22組成（見圖2，其中QF為原6KV高壓開關(guān)柜內(nèi)的斷路器）。要求QS21和QS22不能同時閉合，在機(jī)械上實現(xiàn)互鎖。變頻運行時，QS1和QS22閉合，QS21斷開;工頻運行時，QS21閉合，QS1和QS22斷開。圖2 改造后的一次回路圖五、調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題及改善措施：（1）在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)當(dāng)轉(zhuǎn)速指令信號丟失后變頻器沒有維持電動機(jī)原有的轉(zhuǎn)速現(xiàn)象，針對該問題調(diào)

6、整了變頻器的控制部分，問題得到了有效的解決。（2）人機(jī)界面如果死機(jī)，變頻器直接退出運行。解決方案：更換DSP版本的人機(jī)界面后解決了該問題。（3）將控制變頻器的變壓器的溫度報警上傳至DCS界面，有效的實現(xiàn)了變壓器的超溫監(jiān)視。（4）為解決變頻器小間在夏季溫度過高問題，大唐國際托克托發(fā)電廠在一次風(fēng)機(jī)變頻器小間冷卻系統(tǒng)設(shè)計上首次采用了風(fēng)道室外循環(huán)冷卻方式（如圖3所示），此設(shè)計大大降低了空調(diào)的使用率，目前四臺變頻裝置不需空調(diào)冷卻運行，只有在7、8月份氣溫很高時偶爾投入一下空調(diào)，即可滿足變頻裝置運行要求，從而更加提高變頻裝置使用的節(jié)能效果。（5）為保證在部分功率單元損壞的情況下，變頻器仍可正常運行，設(shè)置了

7、功率單元一級功能旁路，當(dāng)變頻器的一組功率單元發(fā)生故障的情況下仍能正常運行。六、節(jié)能改造后的經(jīng)濟(jì)效益分析為了便于分析變頻改造后的節(jié)能情況，選取在12號機(jī)組分別帶150MW、200MW、250MW負(fù)荷的三種不同工況下對一次風(fēng)機(jī)工頻和變頻兩種運行方式下的參數(shù)情況進(jìn)行了對比。節(jié)能效果參見表1，從表1可以看出，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷分別為150MW、200 MW、250 MW時，一次風(fēng)機(jī)變頻運行比工頻運行每小時分別節(jié)電499.3kWh、547.3kWh、518.6kWh。變頻改造后，節(jié)電效果顯著。根據(jù)MIS系統(tǒng)2010年06月至2010年11月的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，托電公司12號機(jī)組平均負(fù)荷系數(shù)為69.42%，按變頻改造后平均每小時節(jié)電量550kWh計算，全年可節(jié)約電量kWh。按托電公司上網(wǎng)電價0.342元/(kWh) 計算,直接經(jīng)濟(jì)效益約為164.7萬元，約13個月即可收回投資成本。表1 節(jié)能效果對比七、結(jié)束語一次風(fēng)機(jī)經(jīng)過變頻改造以