分析變頻調(diào)速設(shè)備在電廠輔機(jī)設(shè)備上的應(yīng)用

王小林

摘要：目前，在電廠輔機(jī)設(shè)備方面，分析變頻調(diào)速所發(fā)揮的作用越來越關(guān)鍵，如何對該設(shè)備進(jìn)行有效的應(yīng)用，已經(jīng)成為當(dāng)前嚴(yán)重的重點內(nèi)容，為了進(jìn)一步促進(jìn)該設(shè)備在電廠輔機(jī)設(shè)備之中有效應(yīng)用，本文首先對變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行簡要介紹，并分析變頻調(diào)速設(shè)備在電廠輔機(jī)設(shè)備之中的具體應(yīng)用，同時分析了變頻設(shè)備存在的優(yōu)缺點，從而實現(xiàn)變頻調(diào)速設(shè)備應(yīng)用的完整研究。

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速設(shè)備;電廠輔機(jī)設(shè)備;應(yīng)用;優(yōu)缺點

現(xiàn)階段，在我國電力裝機(jī)之中，火電約占70%，火電廠所使用的輔機(jī)設(shè)備主要包括給水泵、凝水泵、循環(huán)水泵以及風(fēng)機(jī)等能耗比較高的裝置設(shè)備，并且這些設(shè)備的輸出功率與機(jī)組負(fù)荷不存在一定關(guān)系，只可對擋板或是閥門的開度進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使節(jié)流損失得以發(fā)生。所以應(yīng)該針對火電機(jī)組和主要的電廠輔機(jī)設(shè)備的能耗節(jié)制問題進(jìn)行研究。隨著電力傳動技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，特別是大容量變頻調(diào)速系統(tǒng)的成熟發(fā)展，為電力生產(chǎn)的實際需求實現(xiàn)了滿足，并且還能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能降耗的效果，同時還可將設(shè)備維護(hù)、維修及保養(yǎng)的成本費用降低，所以在電廠輔助設(shè)別中應(yīng)用變頻調(diào)速設(shè)備具有重要意義，需要對該設(shè)備在電廠輔機(jī)設(shè)備中的應(yīng)用進(jìn)行研究。

一、變頻調(diào)速系統(tǒng)概述

變頻調(diào)速系統(tǒng)一般是由濾波器、控制電路、整流器以及逆變器等元件構(gòu)成。該系統(tǒng)通常是由變頻器以及控制系統(tǒng)組成，其中，變頻器主要功能是對不可調(diào)頻率的交流電源以及電壓切換成可調(diào)模式，在變頻器中，逆變器以及整流器屬于其核心元件，主要功能是形成脈寬調(diào)制波形，從而將變頻器功率開關(guān)進(jìn)行驅(qū)動。變頻控制系統(tǒng)通常是采用微處理器以及PLC通過軟件編程的方式來實現(xiàn)控制的。

二、電廠輔機(jī)設(shè)備中變頻調(diào)速設(shè)備的具體應(yīng)用

變頻調(diào)速技術(shù)最開始在發(fā)電廠中的應(yīng)用方面為節(jié)能控制方面，但伴隨變頻器和變頻器控制系統(tǒng)的性能不斷提高，變頻調(diào)速技術(shù)在應(yīng)用范圍方面也不斷的得到了擴(kuò)大，電廠輔機(jī)設(shè)備的自動化控制、軟啟動以及轉(zhuǎn)速控制等方面均需要此類設(shè)備完成，目前，該類設(shè)備的具體應(yīng)用包含如下方面：

1、應(yīng)用于輔助設(shè)備節(jié)能方面

輔機(jī)設(shè)備節(jié)能在火電機(jī)組節(jié)能構(gòu)成中占據(jù)較大比例，火電廠所使用的循環(huán)水泵、凝水泵、風(fēng)機(jī)等一系列輔機(jī)設(shè)備在運行過程中需要耗費較多的電能。且因機(jī)組負(fù)荷會不斷出現(xiàn)變化，需要對水泵以及風(fēng)機(jī)擋板進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使輔機(jī)設(shè)備出力進(jìn)行調(diào)節(jié)，這便導(dǎo)致較多節(jié)流損失發(fā)生。通過變頻調(diào)速設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對輔機(jī)設(shè)備進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)輔助設(shè)備節(jié)能。

2、應(yīng)用于自動化控制方面

現(xiàn)階段，火電廠所使用的輔機(jī)設(shè)備運行時，因現(xiàn)場實情的變化比較復(fù)雜，個別系統(tǒng)會因種種因素的影響，導(dǎo)致需要將各工況下的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，從而使參數(shù)的穩(wěn)定性得到提升，通過采用變頻調(diào)速設(shè)備能夠有效解決此問題。例如，在發(fā)電廠循環(huán)水泵運行過程中，將變頻調(diào)速設(shè)備應(yīng)用其中，能夠?qū)δ鬟\行清潔系數(shù)進(jìn)行實施計算，通過循環(huán)重復(fù)計算法來對變頻循環(huán)水泵在實際工作中的運行方式進(jìn)行算出。

3、應(yīng)用于大容量電動機(jī)的軟啟動方面

交流電動機(jī)在直接啟動的過程中，其啟動電流與額定電流相比大概可達(dá)到其5～8倍。在電動機(jī)啟動時，采取直接啟動的方式，會導(dǎo)致電動機(jī)繞組端部出現(xiàn)強(qiáng)大電流，從而造成強(qiáng)大的電磁力形成，進(jìn)而導(dǎo)致繞組端部形成變形或者是振動，甚至?xí)?dǎo)致電動機(jī)繞組絕緣被擊穿或是出現(xiàn)機(jī)械損傷。在啟動過程中出現(xiàn)的大電流還可能導(dǎo)致電動機(jī)鐵芯發(fā)生振動，從而造成電動機(jī)發(fā)熱。除此之外，大容量電動機(jī)在直接啟動的情況下會導(dǎo)致電母線電壓有所降低，從而會使其他設(shè)備無法正常運行，嚴(yán)重情況下還會導(dǎo)致電動機(jī)出現(xiàn)低電壓保護(hù)。所以火電廠所使用的大容量電動機(jī)均實施軟啟動，從而使電動機(jī)使用壽命延長，并且還能夠減輕對其他設(shè)備造成的不良影響，確保火電生產(chǎn)的安全性。

4、應(yīng)用于轉(zhuǎn)速控制方面

變頻調(diào)速設(shè)備也可廣泛應(yīng)用于轉(zhuǎn)速控制之中，例如，發(fā)電廠所使用的閉式循環(huán)水泵在運行使用時，應(yīng)該保證對其進(jìn)行恒壓供水，使用變頻調(diào)速設(shè)備能夠?qū)Υ诵枨筮M(jìn)行實現(xiàn)。系統(tǒng)工作原理主要是通過壓力傳感器對供水管道之中的實際壓力進(jìn)行測量，然后送至信號處理器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)化，并通過PLC處理后，同給定壓力對比，然后向信號處理器回傳，同時通過D/A轉(zhuǎn)化之后，由變頻器控制輸出頻率，從而使電動機(jī)轉(zhuǎn)速實現(xiàn)恒壓控制。

三、變頻調(diào)速設(shè)備的優(yōu)缺點

變頻調(diào)速設(shè)備在應(yīng)用過程中能夠發(fā)揮良好的節(jié)能作用，并且還能夠?qū)崿F(xiàn)自動化控制，但該技術(shù)設(shè)備也存在一定的缺點，本文該類設(shè)備的優(yōu)缺點做如下分析：

1、變頻調(diào)速設(shè)備的優(yōu)點

首先，該設(shè)備應(yīng)用于輔機(jī)設(shè)備中能夠發(fā)揮較好的調(diào)節(jié)功能和節(jié)能效果，例如，在對凝水泵實施變頻改造之后，可節(jié)能30%以上;其次，能夠?qū)与娏鳟a(chǎn)生的沖擊減少，變頻技術(shù)應(yīng)用于大容量電動機(jī)之中，電動機(jī)啟動電流會隨著轉(zhuǎn)速提升而不斷升高，實現(xiàn)了軟啟動，避免直接啟動出現(xiàn)的大電流對鐵芯、電動機(jī)繞組、母線電壓造成沖擊;再次，可使設(shè)備壽命得以延長，通過應(yīng)用變頻調(diào)速設(shè)備，能夠使風(fēng)機(jī)以及泵的轉(zhuǎn)速降低，從而使軸承產(chǎn)生的噪聲及振動減少，并使這些設(shè)備裝置的壽命得到有效延長，使設(shè)備維修、維護(hù)以及保養(yǎng)的成本費用降低;最后，能夠降低環(huán)境污染，發(fā)電廠風(fēng)機(jī)和泵完成變頻調(diào)節(jié)改造后，可有效使設(shè)備轉(zhuǎn)速降低，并使噪聲污染減少，從而使發(fā)電廠整體作業(yè)環(huán)境得到優(yōu)化。

2、變頻調(diào)速設(shè)備的缺點

因變頻調(diào)速設(shè)備之中存在大量的非線性元件，故變頻調(diào)速設(shè)備會對發(fā)電廠電纜系統(tǒng)形成諧波污染，當(dāng)此類污染出現(xiàn)之后，諧波會導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)電機(jī)出現(xiàn)發(fā)熱以及功率損耗，且會出現(xiàn)振動，同時也可能導(dǎo)致電能計量出現(xiàn)誤差，甚至可能使電網(wǎng)以及變壓器的損耗增加，可見變頻調(diào)速設(shè)備的缺點也比較突出。

四、結(jié)束語

綜上所述，變頻調(diào)速設(shè)備在發(fā)電廠輔機(jī)設(shè)備中發(fā)揮著重要的作用，能夠有效實現(xiàn)節(jié)能降耗，并且能夠提升設(shè)備功效以及使用壽命，但因其缺點的存在，該類設(shè)備仍需進(jìn)一步改進(jìn)，從而全面發(fā)揮其作用和效果，最終提升電廠經(jīng)濟(jì)效益。

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