國(guó)產(chǎn)高壓變頻器在發(fā)電廠凝結(jié)水泵上的應(yīng)用

1、國(guó)產(chǎn)高壓變頻器在發(fā)電廠凝結(jié)水泵上的應(yīng)用    摘要：本文以國(guó)產(chǎn)多電平型高壓變頻器在國(guó)電灤河發(fā)電廠凝結(jié)水泵的應(yīng)用為例，分別對(duì)凝結(jié)水泵應(yīng)用高壓變頻器前后的運(yùn)行工況、基本原理及注意事項(xiàng)進(jìn)行闡述，并通過(guò)電耗對(duì)比試驗(yàn)，對(duì)凝結(jié)水泵變頻調(diào)節(jié)和傳統(tǒng)的擋板調(diào)節(jié)的節(jié)能效果比對(duì)。近而說(shuō)明，發(fā)電廠采用國(guó)產(chǎn)高壓變頻器對(duì)凝結(jié)水泵等設(shè)備進(jìn)行調(diào)速節(jié)能改造的應(yīng)用方法，并具有投資省，見(jiàn)效快等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：多電平；凝結(jié)水泵；高壓變頻器；節(jié)能?chē)?guó)電灤河發(fā)電廠位于河北省承德市，擁有二臺(tái)摘 要：本文以國(guó)產(chǎn)多電平型高壓變頻器在國(guó)電灤河發(fā)電廠凝結(jié)水泵的應(yīng)用為例，分別對(duì)凝結(jié)水泵應(yīng)用高壓變頻器前后

2、的運(yùn)行工況、基本原理及注意事項(xiàng)進(jìn)行闡述，并通過(guò)電耗對(duì)比試驗(yàn)，對(duì)凝結(jié)水泵變頻調(diào)節(jié)和傳統(tǒng)的擋板調(diào)節(jié)的節(jié)能效果比對(duì)。近而說(shuō)明，發(fā)電廠采用國(guó)產(chǎn)高壓變頻器對(duì)凝結(jié)水泵等設(shè)備進(jìn)行調(diào)速節(jié)能改造的應(yīng)用方法，并具有投資省，見(jiàn)效快等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：多電平；凝結(jié)水泵；高壓變頻器；節(jié)能?chē)?guó)電灤河發(fā)電廠位于河北省承德市，擁有二臺(tái)100M W國(guó)產(chǎn)凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組。分別于1993、1997年投入運(yùn)行。2005年3月，國(guó)電灤河發(fā)電廠對(duì)大批設(shè)備進(jìn)行變頻改造。采用北京HARSVERT-A06/130高壓變頻器，用于二臺(tái)100M W機(jī)組的凝結(jié)水泵改造項(xiàng)目。目前，凝結(jié)水泵變頻器運(yùn)行穩(wěn)定，節(jié)能效果明顯。1 凝

3、結(jié)水泵的運(yùn)行工況在汽輪機(jī)內(nèi)做完功的蒸汽在凝汽器冷卻凝結(jié)之后，集中在熱水井中，這時(shí)凝結(jié)水泵的作用是把凝結(jié)水及時(shí)地送往除氧器中。維持凝結(jié)水泵連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行是保持電廠安全、經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的一個(gè)重要方面。監(jiān)視、調(diào)整凝汽器內(nèi)的水位是凝結(jié)水泵運(yùn)行中的一項(xiàng)主要工作。在正常運(yùn)行狀態(tài)下，凝汽器內(nèi)的水位不能過(guò)高或過(guò)低。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷升高時(shí)，凝結(jié)水量增加，凝汽器內(nèi)的水位相應(yīng)上升。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷降低時(shí)，凝汽器內(nèi)水位相應(yīng)降低。凝結(jié)泵電機(jī)為6KV/1000KW電機(jī)，設(shè)計(jì)有一定裕量。每臺(tái)機(jī)組配備二臺(tái)凝結(jié)泵，一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用。沒(méi)有使用變頻器之前，凝汽器內(nèi)的水位調(diào)整是通過(guò)改變凝結(jié)水泵出口閥門(mén)的開(kāi)度進(jìn)行的，調(diào)節(jié)線性度差，大量能量在閥門(mén)上損耗

4、。同時(shí)由于頻繁的對(duì)閥門(mén)進(jìn)行操作，導(dǎo)致閥門(mén)的可靠性下降，影響機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。使用高壓變頻器后，凝結(jié)水泵出口閥門(mén)全部打開(kāi)，通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)節(jié)出口流量滿(mǎn)足運(yùn)行工況的要求。2 HARSVERT-A06/130型高壓變頻器原理及特點(diǎn)Harsvert-A系列高壓變頻器采用單元串聯(lián)多電平PWM拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（簡(jiǎn)稱(chēng)CSML）。由若干個(gè)低壓P W M變頻功率單元串聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)直接高壓輸出,高壓主回路與控制器之間為光纖連接，安全可靠；精確的故障報(bào)警保護(hù)；具有電力電子保護(hù)和工業(yè)電氣保護(hù)功能，保證變頻器和電機(jī)在正常運(yùn)行和故障時(shí)的安全可靠。采用功率單元串聯(lián)，而不是功

5、率器件串聯(lián)，器件承受的最高電壓為單元內(nèi)直流母線的電壓，器件不必串聯(lián)，不存在器件串聯(lián)引起的均壓?jiǎn)栴}。直接使用低壓IG BT功率模塊，器件工作在低壓狀態(tài)，不易發(fā)生故障；6kv變頻器共使用42對(duì)1200V低壓I G BT，低壓IG BT門(mén)極驅(qū)動(dòng)功率較低，驅(qū)動(dòng)電路非常簡(jiǎn)單，開(kāi)關(guān)頻率很低，不必采取均壓電路和浪涌吸收電路，系統(tǒng)效率高，同時(shí)功率單元采用電容濾波的結(jié)構(gòu)，總體技術(shù)成熟可靠。 變頻器可以承受30%的電源電壓下降而繼續(xù)運(yùn)行，變頻器的6K V主電源完全失電時(shí)，變頻器可以在3秒內(nèi)不停機(jī)，能夠全面滿(mǎn)足變頻器動(dòng)力母線切換時(shí)不停機(jī)的需要。另外6KV主

6、電源欠壓時(shí)可不停機(jī)，自動(dòng)降額，電壓正常后再恢復(fù)到原來(lái)速度。采用二極管不可控整流電路結(jié)構(gòu)，變頻器對(duì)浪涌電壓的承受能力較強(qiáng)，雷擊或開(kāi)關(guān)操作引起的浪涌電壓可以經(jīng)過(guò)變壓器（變壓器的阻抗一般為8%左右）產(chǎn)生浪涌電流，經(jīng)過(guò)功率單元的整流二極管，給濾波電容充電，濾波電容足以吸收進(jìn)入到單元內(nèi)的浪涌能量，另外變壓器一次側(cè)安裝了壓敏電阻浪涌吸收裝置，起到進(jìn)一步保護(hù)作用。功率單元為多極模塊串聯(lián)，某個(gè)模塊發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)旁路運(yùn)行，便于現(xiàn)場(chǎng)采取對(duì)應(yīng)措施；即在每個(gè)功率單元輸出端之間并聯(lián)旁路電路，當(dāng)功率單元故障時(shí)，封鎖對(duì)應(yīng)功率單元IGBT的觸發(fā)信號(hào)，然后讓旁路SCR導(dǎo)通，保證電機(jī)電流能通過(guò)，仍形成通路，大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可

7、靠性。電機(jī)可實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)、軟制動(dòng)，轉(zhuǎn)速自動(dòng)控制；啟動(dòng)電流小于電機(jī)的額定電流；電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間可連續(xù)可調(diào)，減少了對(duì)電網(wǎng)影響。變頻器預(yù)裝具有自主版權(quán)的全中文操作和監(jiān)控軟件，本機(jī)及遠(yuǎn)程啟停操作、功能設(shè)定、參數(shù)設(shè)定、故障查詢(xún)、運(yùn)行記錄查詢(xún)等均采用全中文的WINDOWS操作界面；配備12.1"彩色液晶觸摸顯示屏，可實(shí)現(xiàn)完整的通用變頻器參數(shù)設(shè)定功能，可打印輸出運(yùn)行報(bào)表；調(diào)整觸摸式面板，可隨時(shí)顯示電壓及電流波形、頻率和電機(jī)轉(zhuǎn)速，可非常直觀地顯示電機(jī)在任何時(shí)間的實(shí)時(shí)狀態(tài)；具有很強(qiáng)的診斷、指示能力：可檢測(cè)變頻器各部分的運(yùn)行狀態(tài)，完整的故障監(jiān)測(cè)電路、精確的故障定位，所有的功率模塊均為智能化設(shè)計(jì)，當(dāng)有故障發(fā)生時(shí)

8、，將故障信息返回到主控單元中，主控單元會(huì)及時(shí)將主要功率元件I G BT關(guān)斷，保護(hù)主電路，同時(shí)在中文人機(jī)界面上精確定位顯示故障位置、類(lèi)別，使故障點(diǎn)一目了然，適應(yīng)于一般操作工人和維護(hù)人員的技能水平。采用外部模擬信號(hào)控制變頻器輸出頻率時(shí)（變頻器作為DCS的執(zhí)行機(jī)構(gòu)），如果發(fā)生模擬信號(hào)掉線或短路時(shí)，變頻器可以提供報(bào)警信號(hào)，同時(shí)保持原有輸出頻率不變。變頻器控制電源可接收交流220V和直流220V輸入，并配備有UPS，在控制電源發(fā)生故障時(shí)可以繼續(xù)運(yùn)行，同時(shí)提供報(bào)警。3 應(yīng)注意的問(wèn)題凝結(jié)水母管壓力不能過(guò)低，以防止空氣由排水閥經(jīng)凝結(jié)水再循環(huán)管進(jìn)入凝汽器中，而破壞真空。在凝結(jié)水再循

9、環(huán)管處，當(dāng)除氧器側(cè)的壓力大于凝結(jié)水母管水壓時(shí)，則除氧器內(nèi)的汽、水要通過(guò)再循環(huán)管返回凝汽器，這將使凝結(jié)水母管發(fā)生水擊。因此。變頻運(yùn)行時(shí)凝結(jié)泵出口閥門(mén)調(diào)整門(mén)開(kāi)度不能為100。4 節(jié)能效果為比較變速調(diào)節(jié)和傳統(tǒng)的擋板調(diào)節(jié)凝結(jié)泵電耗情況，確定其節(jié)能效果，于2005年5月17日對(duì)#6機(jī)組的#1凝結(jié)泵變頻裝置作了電耗對(duì)比試驗(yàn)，機(jī)組在100MW、75MW、50MW負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，變頻調(diào)節(jié)比傳統(tǒng)的擋板調(diào)節(jié)分別節(jié)電470k W、611k W、631kW，節(jié)電幅度為47.4%、70.8%、78.4%。變頻調(diào)節(jié)節(jié)能效果明顯，具體數(shù)值見(jiàn)下表：試驗(yàn)數(shù)據(jù)表。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算，#6機(jī)組凝結(jié)泵變頻器全年節(jié)電量為4639MWh，按照每1MWh上網(wǎng)電量310元計(jì)算，全年可獲經(jīng)濟(jì)效益143.8萬(wàn)元，一年半即可收回全部投資，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。而且減少了對(duì)截門(mén)的沖刷，保持了系統(tǒng)恒定的水壓。5 總結(jié)高壓交流變頻調(diào)速技術(shù)是90年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種新型電力傳動(dòng)調(diào)速技術(shù)，應(yīng)用了先進(jìn)的電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)和高壓電氣、電機(jī)拖動(dòng)技術(shù)等綜合性學(xué)科