兩種高壓變頻器的應(yīng)用比較.doc

兩種高壓變頻器的應(yīng)用比較1 引言 自2003年以來徐塘發(fā)電有限責(zé)任公司先后對2臺300MW機組所屬4臺一次風(fēng)機和4臺凝泵進(jìn)行了電機變頻技術(shù)改造。2003年5月公司首先采用北京利得華福公司生產(chǎn)的HARSVERT-A06/130高壓變頻器對5#機凝泵電機進(jìn)行改造。在成功的改造5#機組凝泵電機后，公司又采用美國羅賓康變頻器對2臺一次風(fēng)機進(jìn)行了改造。通過一年多的運行實踐，證明采用高壓變頻器能夠大量的節(jié)約發(fā)電成本，給企業(yè)帶來巨大的利潤。由于兩種規(guī)格的變頻器分別應(yīng)用在不同的設(shè)備上，因此精確的比較兩種變頻器的優(yōu)劣是非常困難的事; 但是為了推廣變頻器在電廠輔機中的應(yīng)用，有必要對兩種變頻器在我公司的應(yīng)用進(jìn)行綜合比較，希望對其他電廠進(jìn)行變頻技術(shù)改造有所幫助。2 變頻器的應(yīng)用形式比較 根據(jù)凝泵與一次風(fēng)機的運行特點和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，我公司在凝泵和一次風(fēng)機的變頻應(yīng)用形式上存在著較大的差異。2臺機組凝泵都采用2泵公用一臺變頻器的應(yīng)用形式，而一次風(fēng)機都采用一機一變頻器的應(yīng)用形式(其一次電氣接線圖如圖1、2所示)。圖1 凝泵變頻改造電氣接線圖圖2 一次風(fēng)機變頻改造電氣接線圖對于圖1中凝泵的改造，在正常運行時K40、K410斷路器合上QF1斷路器斷開，1#凝泵處于變頻運行狀態(tài)，斷路器K420、QF2分開，凝泵聯(lián)鎖投入，2#凝泵處于工頻聯(lián)鎖備用狀態(tài)。當(dāng)變頻運行的凝泵因變頻器故障跳閘時另一臺凝泵會聯(lián)鎖工頻啟動。為了防止剩余電荷對變頻器的損害在DCS操作系統(tǒng)中設(shè)計有邏輯閉鎖，即只有在合上變頻器輸出側(cè)斷路器K410或K420后才能合上斷路器K40。采用兩機公用一臺變頻器的應(yīng)用形式不僅能最大限度的利用變頻器，而且可以大量節(jié)約電廠技改費用的投入;但是由于兩臺設(shè)備公用一臺變頻器因此對于設(shè)備的定期切換就顯得較為繁瑣。當(dāng)變頻泵跳閘時備用泵工頻聯(lián)鎖啟動后對凝結(jié)水管道的沖擊較大。對于圖2中的一次風(fēng)機的改造，在一次風(fēng)機變頻運行時，斷路器QF合上，刀閘K421、K422合上，K423處于斷開位置。當(dāng)變頻器故障時需人工手動切換成工頻運行。為了防止誤操作的發(fā)生刀閘K422和K423間裝有機械閉鎖裝置，即在同一時間里刀閘K422和K423只能有一個處于合上狀態(tài)。一機一變頻器的應(yīng)用形式是最基本的應(yīng)用方式，相對于兩機公用一變頻器的應(yīng)用形式其技術(shù)改造費用投入較高。3 變頻器的產(chǎn)品性能比較 北京利德華福和美國羅賓康公司生產(chǎn)的變頻器同屬于高-高電壓源型變頻器。變頻器輸入采用多脈沖整流無需輸入濾波器，其輸出波形接近于完美的正弦波，對電網(wǎng)的諧波影響較小; 兩種變頻器同采用無速度傳感器矢量控制方式能滿足動態(tài)響應(yīng)較高的負(fù)載; 都具有功率單元旁路的功能，能夠旁路個別故障功率單元保證系統(tǒng)的無間斷運行; 功率單元都采用模塊化的設(shè)計構(gòu)造，可以方便的更換故障功率單元且更換故障功率單元的時間短;額定負(fù)載下變頻器的效率都在96%以上。表1是北京利德華福公司變頻器與美國羅賓康公司變頻器的性能對照表。表1 兩種高壓變頻器性能對照表相對于羅賓康變頻器而言北京利德華福公司變頻器有如下特點:(1) 利德華福公司變頻器的單元欠壓能力較大。A06/130型變頻器的單元最大欠壓為-35%，而完美無諧波高壓變頻器31000159.00的單元最大欠壓為-30%。較大的欠壓能力對于電廠輔機的安全性極為有利;(2) 利德華福公司變頻器的過載能力較大。當(dāng)變頻器過載120%延時1min保護跳變頻器，過載150%延時3s保護跳變頻器，過載200%立即保護跳變頻器;(3) 利德華福公司變頻器的操作界面更友好。A06/130型變頻器采用全中文操作系統(tǒng)，且操作界面的設(shè)計更加符合中國人的操作習(xí)慣，便于運行人員操作;(4) 北京利德華福公司變頻器的產(chǎn)品報價相對于美國羅賓康公司變頻器的價格要低很多。4 經(jīng)濟性比較 自2003年投入變頻器運行以來，我公司的發(fā)電成本得到了大幅度的降低。特別是對凝泵電機的變頻改造尤為成功，無論是在額定負(fù)荷還是在部分負(fù)荷其節(jié)電能力都是十分顯著的。表2是凝泵和一次風(fēng)機變頻器改造前、后兩年6月份各工況下，設(shè)備用電的電流對比表。表2 6月份4#機組變頻改造統(tǒng)計表從表2的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，利用變頻器的節(jié)能效果是隨著負(fù)荷的降低節(jié)能效果越明顯，機組負(fù)荷在150MW時，凝泵變頻運行比工頻運行節(jié)電77.6%，2臺一次風(fēng)機共節(jié)電63.6%; 額定負(fù)荷時，凝泵變頻運行比工頻運行節(jié)電33.5%，2臺一次風(fēng)機共節(jié)電20.4%。我公司機組平均負(fù)荷率一般為70%80%左右，現(xiàn)以機組年平均負(fù)荷210MW，機組年平均運行7000h計算，凝泵變頻改造全年可節(jié)約電量:以0.3元/kWh計算，一臺凝泵變頻運行一年可為公司節(jié)約發(fā)電成本約93.7萬元，兩臺一次風(fēng)機運行一年共可節(jié)約發(fā)電成本77.9萬元。5 可靠性比較 我公司在2003年5月份對5#機組的一次風(fēng)機和凝泵進(jìn)行變頻改造，繼5#機組改造取得成功后于2004年1月份利用機組檢修的機會對4#機組的一次風(fēng)機和凝泵進(jìn)行了同樣的技術(shù)改造。高壓變頻器運行的可靠性統(tǒng)計表如表3所示。表3 徐塘電廠變頻器運行可靠性統(tǒng)計表注:統(tǒng)計時間從變頻器初次投運時間計算至2004年10月31日。l可靠性統(tǒng)計不與機組可靠性統(tǒng)計同步進(jìn)行，只是統(tǒng)計變頻器可靠性。由變頻器投入運行以來的可靠性統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，6臺高壓變頻器共發(fā)生非計劃停運8次，其中5#機組凝泵變頻器發(fā)生非停3次，41#一次風(fēng)機變頻器發(fā)生非停3次，42#、52#一次風(fēng)機變頻器故障發(fā)生非停各1次?？煽啃越y(tǒng)計顯示所有變頻器的可用系數(shù)都在90%以上，4#機組凝泵變頻器和51#一次風(fēng)機變頻器的可用系數(shù)最高為100%，4#機組41#變頻器的可用系數(shù)最低為90.3%; 51#一次風(fēng)機變頻器連續(xù)運行時間最長為9150.3h，4#機組凝泵變頻器的連續(xù)運行時間為6381.5h。由于4#機組在10月初進(jìn)行了為期11天的中修，因此4#機組變頻器的運行系數(shù)普遍低于5#機組。變頻器應(yīng)用的可靠性是制約變頻器在電廠大力推廣的瓶頸之一。隨著高壓變頻器技術(shù)的不斷提高和完善，變頻器產(chǎn)品可靠性也在不斷的提高。從我公司應(yīng)用變頻器的可靠性統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，其可靠程度已達(dá)到或接近電廠實際運行的標(biāo)準(zhǔn)。6 結(jié)束語 從我公司變頻器的應(yīng)用情況來看，無論是利德華福變頻器還是羅賓康變頻器在我公司的應(yīng)用都是十分成功的。相比較而言在我公司變頻器技改中，北京利德華福公司高壓變頻器的應(yīng)用不僅在經(jīng)濟性方面優(yōu)于羅賓康變頻器，其總體表現(xiàn)出的運行可靠性也比羅