探討高壓變頻器在電廠中的運用

　　摘 要：本文分析了高壓變頻器在電廠中的運用現狀，并對高壓變頻器在風機與水泵中的變頻作用做了探討，總結了高壓變頻器在電廠中的控制運用與軟起動應用，以供參考。
　　關鍵詞：高壓變頻器 電廠 起動裝置
　　中圖分類號：TM621.3文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（a）-0125-01
　　目前，高壓變頻器在電廠中已經得到了廣泛的應用。高壓變頻器的種類繁多，在我國電廠中被廣泛采用的是相互串聯式的交-直-交高壓變頻器，此類變頻器由控制系統、功率單元及輸入移相式變壓器三部分構成[1]。控制系統主要包括了主控板及輸出輸入接口。在主控板中，各功率單元負責傳輸PWM信號，同時將各功率單元狀態的信息返回。功率單元是指變頻器的整體實現輸出變壓變頻的基本結構，變頻器通過各功率單元實現變壓及變頻功能。各功率單元可相當于獨立的交-直-交變頻器，這里的變頻器為單相低壓型[2]。輸入移相式變壓器可將電網的側高壓轉變成副邊多組低壓，每一副邊繞組采用延邊的三角接法對電壓進行繞制，各副之間存在相位差。本文就高壓變頻器在電廠中的運用問題進行了分析，以供參考。
　　1 高壓變頻器在電廠中的運用總況分析
　　高壓變頻器在電廠中被主要運用在功率較高的電壓輔機之上，如循環水泵、凝結水泵、引風機、送風機及灰漿泵。根據其不同的負載，在實際運用當中，分別采取了具體設計方案。如“一拖一”的方式，即一臺高壓變頻器捎帶電機的數量也為一臺的方式；“一拖二”的方式即為一臺高壓變頻器捎帶電機的數量為兩臺，且不能同時帶。“一用一備”中的輔機，比較適用于一拖二的方式；因為當運行輔機被切換至備用時，高壓變頻器仍維持運行狀態，利用變頻器的效率也被提高；而當變頻器發生故障時及電機在運行過程中發生故障時，一拖二的方式可將其切至其他的輔機繼續運行，只是控制系統較為復雜。如輔機一直在運行當中，則適用一拖一的方式，因當輔機停止運行時，變頻器也停止運行，變頻則是通過組合多個斷的路器的方式來實現[3]。
　　2 電廠中運用高壓變頻器對風機進行變頻改造所具有的優勢
　　2.1 使設備磨損的情況得以減少，使用壽命得以延長
　　高壓變頻啟動為一種軟啟動，即使電機的啟動方式變為從零轉速逐漸升至為起始轉速，隨后通過高壓變頻器的增減頻率按鈕來使電機轉速獲得改變，避免了啟動電機時產生強烈沖擊電流，其使用壽命便得以延長。加裝了變頻調速的裝置之后，在大部分的時間中，電動機的轉速均在額定的轉速之下，有利于減少管路、灰漿泵及風機發生磨損的程度。
　　2.2 節約能源
　　電廠在設計風機與泵時，可能會因為一些客觀因素的影響，無法預先確定其主要富裕量與參數，因此在多數情況下，會選擇流量過大的風機與泵，這些設備的壓頭過高，常常超出實際需要[4]。但如果在設計時使用變頻器以調整頻率的方式改變風機與泵運行的參數，并達到改變風量與排灰量的目的；因此，在風機與泵中應用變頻器可以將擋板、閘門及節流閥在運行過程中附加的損耗消除，從而節約了能源。
　　2.3 在風機中運用變頻器，能為其穩定運行提供保護措施
　　在高壓變頻裝置中設有低電壓、過電壓及過電流的保護裝置，其靈敏度較高，可讓水位與流量實現負反饋的功能；變頻器可通過水位與流量負反饋的信號，對變頻裝置輸出的頻率進行控制，以控制風機的轉速。調速裝置均配備了計算機終端接口，能將標準工業通訊系統與能源系統聯系起來，方便實現設備的自動控制。
　　3 高壓變頻器運用于電廠的控制工作
　　近幾年，交流變頻技術有了較好的發展，尤其是在變頻器當中運用矢量控制調速技術，讓交流電具備了調速精度高、調速范圍寬及動態響應快等先進技術性能，此外，交流電的調速性能已與直流電相差無幾。因此，電廠當中運用變頻器具有重要的作用，變頻器不僅能實現軟啟動與節能的目的，而且在需要對流量、液位及壓力進行精確控制的場合，都需要運用高壓變頻器。
　　4 高壓變頻器的軟起動運用
　　因直接啟動交流電機時，會產生較大的電流（通常是額定電流的5～7倍），因此在短時間啟動的過程中，阻尼繞組或籠型繞組將要承受較高的機械應力與熱應力，而端環及導條在高應力的作用下容易出現疲勞斷裂的現象[5]。此外，直接啟動交流機時產生的大電流會在繞組的終端部形成較大的電磁力，使得繞組端部發生振動及變形現象，進而磨損繞組絕緣，最終導致繞組絕緣被擊穿，失去絕緣作用；大電流也會使鐵心發生振動現象，使鐵心變得松弛，導致電動機發熱。目前，大容量高壓交流異步的電動機被廣泛運用于電廠當中，但因直接啟動電機造成的轉子斷條與電機燒毀事故卻屢屢發生，對安全運行主機設備造成了惡劣影響。因此，對大容量的電機實行軟啟動的方式，將能使其使用壽命得到有效延長，并將啟動時沖擊電網的現象減少，保證正常的電力生產。電機在變頻的作用下啟動，能將轉矩快速起動，且啟動時平滑，不會出現較強的沖擊，因此，使用高壓變頻器作為電廠軟啟動的裝置，對于電廠的安全運行具有重大作用。
　　5 結語
　　綜上所述，高壓變頻器運用于電廠中水泵與風機的變頻控制，能變負荷對給水量及送風量進行調節；也能以壓力與流量的變化作為調節轉速的依據，以達到電能損耗的降低、使用壽命的延長、維護量的減小及節約能源的目的，其不僅能使電廠的生產系統變得更完善，而且也能將電廠的用電率降低，使生產的過程變得更為經濟，進而提高電廠的經濟效益。同時，在電場中推廣運用高壓變頻器也具有客觀的社會效益，因運用高壓變頻器節約了能源，有利于環境友好型社會的建設。
　　參考文獻
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　　[3]趙建新，楊為獻.高壓變頻器在電廠中的研究與應用[J].煤礦現代化，2009，23（7）：153-154.
　　[4]栗振華.高壓變頻器在電廠引風機上的應用[J].內蒙古石油化工，2009，16（7）：538-539.
　　[5]聊方倫，周平.高壓變頻器在電廠應用的若干問題探討[J].華中電力，2012，25（1）：642-64