高壓變頻器在電廠的應(yīng)用及問題分析

史琳蕓

摘 要：高壓變頻器以其節(jié)能顯著，在電廠中得到了廣泛的應(yīng)用，對(duì)其進(jìn)行研究具有一定的實(shí)際意義，文章結(jié)合具體實(shí)例對(duì)高壓變頻器在電廠綜合應(yīng)用方案及常見的問題進(jìn)行分析，具有一定的借鑒價(jià)值。

關(guān)鍵詞：高壓變頻器；電廠；問題

高壓變頻器作為重要的變頻調(diào)速設(shè)備，在電力、石化、礦山、水泥等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，特別是其變頻節(jié)能、功率因數(shù)補(bǔ)償節(jié)能和軟啟動(dòng)節(jié)能顯著，為火電生產(chǎn)過程中的節(jié)能降耗提供了一種有效的方法。作為火電廠用電量占到70%以上的泵、風(fēng)機(jī)等電耗設(shè)備，迫切需要應(yīng)用高壓變頻器來改變目前火電廠高能耗現(xiàn)狀。雖然目前高壓變頻器電廠節(jié)能中已處于經(jīng)驗(yàn)積累和實(shí)踐應(yīng)用階段，但各項(xiàng)技術(shù)還處于探究階段，存在著一些問題，因此對(duì)高壓變頻器在電廠中的相關(guān)應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行研究具有一定實(shí)際意義，文章主要結(jié)合某600MW發(fā)電機(jī)組實(shí)例進(jìn)行研究探討。

一、高壓變頻器在電廠的應(yīng)用

某600MW凝汽式發(fā)電機(jī)組，泵和風(fēng)機(jī)的流量調(diào)節(jié)采用調(diào)節(jié)閥門的方式實(shí)現(xiàn)，低負(fù)荷下減小閥門的開度雖然能夠達(dá)到流量要求，但這種方式能耗嚴(yán)重。因此，為了響應(yīng)國(guó)家節(jié)能政策要求，實(shí)現(xiàn)該發(fā)電廠節(jié)能目標(biāo)，提高電力企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，需要充分挖掘發(fā)電機(jī)組節(jié)能潛力，將高壓變頻器應(yīng)用于鍋爐引送風(fēng)機(jī)、汽機(jī)凝結(jié)水泵、閉式水泵這些電力設(shè)備上。

（1）鍋爐引送風(fēng)機(jī)中高壓變頻器的應(yīng)用。該機(jī)組有A、B兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)和A、B兩臺(tái)送風(fēng)機(jī)。每臺(tái)引風(fēng)機(jī)和送風(fēng)機(jī)都配有一臺(tái)6kV的高壓電動(dòng)機(jī)，為了實(shí)現(xiàn)引送風(fēng)機(jī)的高效節(jié)能，決定在6kV電源開關(guān)與風(fēng)機(jī)之間加裝高壓變頻器，整套變頻裝置配備自動(dòng)旁路裝置，采用一臺(tái)變頻器拖動(dòng)一臺(tái)風(fēng)機(jī)的自動(dòng)切換方案，以便變頻器發(fā)生故障時(shí)可自動(dòng)切換至工頻運(yùn)行，保證整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的持續(xù)性和穩(wěn)定性。（2）汽機(jī)凝結(jié)水泵中高壓變頻器的應(yīng)用。該機(jī)組配備了A、B兩臺(tái)凝結(jié)水泵，和風(fēng)機(jī)一樣各配有一臺(tái)6kV的高壓電動(dòng)機(jī)。凝結(jié)水泵高壓變頻器采用一拖二方式，即A、B兩臺(tái)凝泵共用一臺(tái)變頻器，每臺(tái)凝結(jié)水泵都有兩路電源即工頻電源和變頻電源。正常時(shí)A凝結(jié)水泵變頻運(yùn)行，B凝結(jié)水泵為工頻備用；或B凝結(jié)水泵變頻運(yùn)行，A凝結(jié)水泵為工頻備用。變頻器低壓側(cè)的兩個(gè)開關(guān)不能同時(shí)運(yùn)行，同一臺(tái)泵的工頻和變頻電源開關(guān)也不允許同時(shí)運(yùn)行，它們之間采用開關(guān)輔助節(jié)點(diǎn)來相互閉鎖。（3）汽機(jī)閉式水泵中高壓變頻器的應(yīng)用。該機(jī)組有A、B兩臺(tái)閉式水泵，各配有一臺(tái)6kV的高壓電動(dòng)機(jī)，僅對(duì)一臺(tái)泵即B閉式泵應(yīng)用高壓變頻器，在6kV電源開關(guān)與B泵之間加裝變頻器，和鍋爐引送風(fēng)機(jī)中高壓變頻器不同的是，整套變頻裝置配備非自動(dòng)旁路裝置，用于變頻器檢修時(shí)B泵可切至工頻電源。正常時(shí)采用B閉式泵變頻運(yùn)行，A閉式泵工頻備用的運(yùn)行方式。

通過以上所述在電廠鍋爐引送風(fēng)機(jī)、汽機(jī)凝結(jié)水泵、閉式水泵三種輔機(jī)設(shè)備中高壓頻器的應(yīng)用，工頻運(yùn)行時(shí)，輔機(jī)的電流和功率隨負(fù)荷變化不大，但變頻運(yùn)行時(shí)，負(fù)荷越低，輔機(jī)電流越小，消耗的功率越低。即使在機(jī)組滿負(fù)荷的情況下，輔機(jī)消耗的電量仍然比工頻運(yùn)行采用閥門調(diào)節(jié)時(shí)所耗的電量低，整個(gè)機(jī)組節(jié)能效果明顯，可為類似機(jī)組的高壓變頻器節(jié)能改造提供參考。要注意的是，變頻器選擇時(shí)要考慮中性點(diǎn)漂移、高功率因數(shù)、完美的正弦波輸出等參數(shù)。

二、高壓變頻器在電廠應(yīng)用過程中注意的問題

雖然變頻器在火電廠的應(yīng)用可以帶來較理想的節(jié)能效果，整體方案在技術(shù)上是可行的，在質(zhì)量上是可靠的，但在具體的運(yùn)行過程中，不可避免會(huì)受諸多因素的影響而出現(xiàn)各種問題，就筆者總結(jié)，上文中各個(gè)輔機(jī)設(shè)備高壓變頻器應(yīng)用過程中及運(yùn)行實(shí)踐中所遇到的問題主要包括 以下幾個(gè)方面。

（1）運(yùn)行環(huán)境問題。在高壓變頻器應(yīng)用運(yùn)行過程中，鍋爐引風(fēng)機(jī)變頻器出現(xiàn)模塊超溫報(bào)警，查為誤報(bào)警，實(shí)測(cè)溫度正常；還出現(xiàn)引風(fēng)機(jī)變頻器跳閘切為工頻運(yùn)行，故障信號(hào)為模塊溫度高。這兩種現(xiàn)象的產(chǎn)生，除了模塊本身的質(zhì)量問題外，關(guān)鍵還是在于變壓器的運(yùn)行環(huán)境問題，建議更換停機(jī)時(shí)將易發(fā)報(bào)警的模塊，安裝功率足夠的制冷空調(diào)，將溫度控制在24℃左右，濕度不超過95%，且無結(jié)露或水霧，粉塵污染<100um。（2）元件老化問題。凝結(jié)水泵變頻器長(zhǎng)期運(yùn)行后，出現(xiàn)電流波動(dòng)大，產(chǎn)生主板輕故障信號(hào)，在處理后重新啟動(dòng)，又出現(xiàn)重故障報(bào)警變頻器跳閘，需要更換該插件恢復(fù)正常。這是由于高壓變頻器內(nèi)部電子化元件如電容等，因長(zhǎng)期充放電運(yùn)行老化所造成的，導(dǎo)致性能不穩(wěn)定。這就要求保持變頻室合適的環(huán)境溫度，同時(shí)調(diào)節(jié)流量或壓力時(shí)，調(diào)節(jié)幅度不能過大，還要定期對(duì)變頻器狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估、完善。（3）電磁干擾的問題。凝結(jié)水泵變頻器在運(yùn)行過程中由于錯(cuò)誤指令容易出現(xiàn)誤動(dòng)作或者不動(dòng)作現(xiàn)象，這屬于變頻器本身的工作原理所產(chǎn)生的電磁干擾問題，可通過對(duì)干擾源的判斷和檢測(cè)，加裝濾潑器、磁環(huán)、電抗器等裝置來削弱甚至是避免干擾。（4）參數(shù)設(shè)置問題。風(fēng)機(jī)變頻器出現(xiàn)故障跳閘，工頻聯(lián)鎖啟動(dòng)，引起鍋爐風(fēng)量和壓力的大幅波動(dòng)，這主要是由于參數(shù)設(shè)置不合適所導(dǎo)致的，首先切換時(shí)將風(fēng)門聯(lián)關(guān)至某一合適的位置，然后根據(jù)風(fēng)機(jī)性能曲線，風(fēng)機(jī)變頻器運(yùn)行時(shí)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)開度設(shè)在

85%，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行正常。除了以上參數(shù)外，速度基準(zhǔn)、加減速時(shí)間等也要通過多次實(shí)驗(yàn)和正確計(jì)算來設(shè)定。

結(jié)語：高壓變頻器在電廠中的應(yīng)用目前還處于經(jīng)驗(yàn)積累和實(shí)踐探索階段，文章結(jié)合實(shí)例進(jìn)行了分析，在具體應(yīng)用過程中，還需以電廠實(shí)際狀況為基準(zhǔn)，考慮技術(shù)可行性、質(zhì)量可靠性、經(jīng)濟(jì)合理性，綜合性的加以實(shí)施，并考慮后期運(yùn)行過程中的各種問題，保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1] 姚金坤.變頻器應(yīng)用的關(guān)鍵路徑[J].電氣時(shí)代，2011，（9）.