電機變頻改造

1、125MW機組風機電機中壓變頻節(jié)能改造企業(yè)：控制網日期：20031107領域：機器人點擊數：1319尹正軍，高本科宋海青1引言隨著山東電力的高速發(fā)展，電網容量已近兩千萬千瓦以上，十里泉發(fā)電廠的125MW機組主要承擔調峰任務，機組開停機比較頻繁，并且滿負荷運行時間很少，即引風機調整風量的擋風板全開的時間很短（一臺機組的兩臺風機運行，在夏季滿負荷時，其擋風板也不全部打開）。且電動機均為單速電機，全年平均出力效率（按九九年數據統計），引風機電

2、機不及６０％，并且，機組調峰頻繁起動，加劇了對電動機的損害。其事故率明顯增大。而采用變頻調速比擋風板調整具有較好的節(jié)能效果，并能夠減輕機組調峰對電動機的損害；對于電力系統即將步入競價上網的今天，對廠用輔機進行變頻調速改造，實現節(jié)能降耗，降低機組的廠用電率，提高電廠競價上網的能力具有較大的積極作用。該廠125機組共有10臺700kW引風機，目前有8臺Y4731128D風機已安裝液力偶合器，實現了機組不同工況下的調速節(jié)能改造。由于#1爐甲引

3、風機位置空間較小，無法安裝液力偶合器，唯一的節(jié)能途徑就是將電機進行變頻調速改造。2變頻調速的控制理論交流異步電機的輸出功率為：P=Mzw，其中，Mz為電動機的負載轉矩，w為電動機的旋轉角頻率。而風機的負載特性為：Mz∝Kw2，所以，P∝Kw3。上式表明，對于風機一類的負載而言，電動機的輸出功率正比于電機旋轉角頻率的三次方，其中K為比例系數，對于一定的風機而言，它為一常數。因此，電機輸出頻率的控制可以根據鍋爐某一參數（如風壓）來實現。通過

4、實測的鍋爐參數轉換成的控制量，控制變頻器，就可以準確地調節(jié)電動機的電源頻率，改變電機轉速，以達到節(jié)約能源的目的。實現變頻控制原理如圖1所示：圖1變頻調速控制原理圖3引風機變頻改造方案3.1中壓變頻調速可供選擇的三種實施方案3.1.1Y△變換該種方法是通過降壓變壓器將6000V的電壓降低到一定的電壓等級，要求異步電動機必須采用△連接，在保證輸出功率不變的情況下，該種連接方式雖能滿足電壓和電流的要求，但它對dvdt和共模電壓的承受能力較差，

5、容易形成環(huán)流，增加電機損耗。由于電廠一般風機電機的溫升為115C左右，絕緣等級為F級，接線方式為Y形，若選用此方案的變頻器，電機定子線圈接線要由Y形改變?yōu)椤?，而線圈截面保持不變，有可能會由于電流增加而導致電機的溫度急劇上升，以至損壞電機。3.1.2高低高變頻調速系統此種調速控制方案是將高壓通過降壓變壓器，使變頻器的輸入電壓降低，這樣可以采用各大公司一般的交流變頻器，然后，將變頻器的輸出電壓通過升壓變頻變壓器將輸出電壓再提高到6kV，以滿

6、足交流電動機的電壓要求。但據資料介紹此方案存在著以下問題：(1)此高低高變頻系統需要用兩個變壓器，從而降低了節(jié)能效率，且降壓、升壓變壓器不能互換，升壓變壓器需要特制，以減弱高次諧波的影響。(2)高低高調速系統輸出波形畸變較大，高次諧波含量比較高，對電機的絕緣要求很高。加變壓器、無功補償器、諧波濾波器，變頻實現控制復雜，可靠性較低，檢修比較困難，價格比較低廉。但由于所選用的設備較多，設備占地面積和體積較大，系統的整體節(jié)能效果較差，設備的維

7、護費用和故障均會相應提高，不適合#1爐甲引風機的改造。美國ABROCKWELLPOWERFLEX7000中壓變頻器（簡稱7000系列）系采用高高變頻調速方式，具有90年代先進的技術，如光纖數字控制模塊化設計、電腦自動監(jiān)測及故障報警、四象限運行功能、人機接口采用漢化軟件、專利性通風設計、占地面積小和維護簡單等特點，是高低高變頻調速的更新換代產品，具有較高的科技含量，有極高的可靠性，是變頻調速的發(fā)展方向。圖2PowerFlex7000中壓變

8、頻器的基本工作原理圖7000系列中壓變頻器對高次諧波和dvdt以及共模電壓有很強的抑制作用，滿足IEEE519及GBT1454993標準，能更好的保證電源質量。它可驅動任何三相鼠籠式異步電動機，對于一些舊型號的電機可以直接使用，無需進行改造。并且可以根據用戶要求配置內部電路，實現最優(yōu)化控制，提供各種不同的輸入輸出控制量，可以和外圍電路實現極佳的配合，具有很大的靈活性，適合對老設備進行配套改造。因此，選用高高變頻調速方式較為合適。4POW

9、ERFLEX7000系列變頻器工作原理圖3引風機變頻改造后一次接線圖7000系列變頻器的基本原理如圖2所示。6kV高壓電源，通過18脈沖隔離變壓器，送入變頻器，經由18個可控硅(SCR)組成的整流回路，將進線3相6000V交流變換為直流，再經直流電抗器到達逆變回路，逆變回路由6組對稱門極轉換晶閘管(SGCT)大功率元件組成，以脈寬調制方式，將幾乎完美的正弦電流電壓波形送給電機，根據負荷、速度給定的大小，來調整電壓及頻率，實現節(jié)能的目的。

10、變頻器由微處理器(計算機)控制，通過光纖把控制信號送到高壓元件驅動回路。5#1爐甲引風機變頻改造的施工方案及調試(1)主接線（圖3）(2)主要組成系統由電源斷路器、隔離變壓器、變頻器裝置、輸出接觸器和三相異步電動機組成。(3)改造后保護及控制回路如圖4所示，虛框內為增加設備，5LJ、4LJ型號為DL1110A，其定值為7.5A（二次值，按躲過隔離變的勵磁涌流計算4Ie）。ZJ外引一對常開接點、6kV開關外引一對常開輔助接點至變頻器。事故

11、按鈕改接至保護出口繼電器；集控室跳閘按鈕引出一對常閉接點至變頻器。(4)變頻裝置的安裝由于#1爐廠房內設備較多，老廠改造可利用空間狹小，且環(huán)境較差，為了滿足變頻器運行條件，我們選用青島四海公司提供的型箱式變電站。該箱站為可移動式、分體組裝模式，由底座、骨架、裝飾面、上蓋及冷卻系統等部分組成，設計結構合理，占地面積小，可防水、防潮、防塵、防輻射，同時針對變頻器的通風要求設計了獨特的風道。隔離變及變頻器柜直接焊接在箱站內的鋼板上，電纜孔已經