探討高壓變頻器在電廠中的運(yùn)用

　　摘 要：本文分析了高壓變頻器在電廠中的運(yùn)用現(xiàn)狀，并對(duì)高壓變頻器在風(fēng)機(jī)與水泵中的變頻作用做了探討，總結(jié)了高壓變頻器在電廠中的控制運(yùn)用與軟起動(dòng)應(yīng)用，以供參考。
　　關(guān)鍵詞：高壓變頻器 電廠 起動(dòng)裝置
　　中圖分類號(hào)：TM621.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2012）09（a）-0125-01
　　目前，高壓變頻器在電廠中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。高壓變頻器的種類繁多，在我國(guó)電廠中被廣泛采用的是相互串聯(lián)式的交-直-交高壓變頻器，此類變頻器由控制系統(tǒng)、功率單元及輸入移相式變壓器三部分構(gòu)成[1]?？刂葡到y(tǒng)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(fù)責(zé)傳輸PWM信號(hào)，同時(shí)將各功率單元狀態(tài)的信息返回。功率單元是指變頻器的整體實(shí)現(xiàn)輸出變壓變頻的基本結(jié)構(gòu)，變頻器通過(guò)各功率單元實(shí)現(xiàn)變壓及變頻功能。各功率單元可相當(dāng)于獨(dú)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(wǎng)的側(cè)高壓轉(zhuǎn)變成副邊多組低壓，每一副邊繞組采用延邊的三角接法對(duì)電壓進(jìn)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(yùn)用問(wèn)題進(jìn)行了分析，以供參考。
　　1 高壓變頻器在電廠中的運(yùn)用總況分析
　　高壓變頻器在電廠中被主要運(yùn)用在功率較高的電壓輔機(jī)之上，如循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵、引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)及灰漿泵。根據(jù)其不同的負(fù)載，在實(shí)際運(yùn)用當(dāng)中，分別采取了具體設(shè)計(jì)方案。如“一拖一”的方式，即一臺(tái)高壓變頻器捎帶電機(jī)的數(shù)量也為一臺(tái)的方式；“一拖二”的方式即為一臺(tái)高壓變頻器捎帶電機(jī)的數(shù)量為兩臺(tái)，且不能同時(shí)帶?！耙挥靡粋洹敝械妮o機(jī)，比較適用于一拖二的方式；因?yàn)楫?dāng)運(yùn)行輔機(jī)被切換至備用時(shí)，高壓變頻器仍維持運(yùn)行狀態(tài)，利用變頻器的效率也被提高；而當(dāng)變頻器發(fā)生故障時(shí)及電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生故障時(shí)，一拖二的方式可將其切至其他的輔機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，只是控制系統(tǒng)較為復(fù)雜。如輔機(jī)一直在運(yùn)行當(dāng)中，則適用一拖一的方式，因當(dāng)輔機(jī)停止運(yùn)行時(shí)，變頻器也停止運(yùn)行，變頻則是通過(guò)組合多個(gè)斷的路器的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)[3]。
　　2 電廠中運(yùn)用高壓變頻器對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻改造所具有的優(yōu)勢(shì)
　　2.1 使設(shè)備磨損的情況得以減少，使用壽命得以延長(zhǎng)
　　高壓變頻啟動(dòng)為一種軟啟動(dòng)，即使電機(jī)的啟動(dòng)方式變?yōu)閺牧戕D(zhuǎn)速逐漸升至為起始轉(zhuǎn)速，隨后通過(guò)高壓變頻器的增減頻率按鈕來(lái)使電機(jī)轉(zhuǎn)速獲得改變，避免了啟動(dòng)電機(jī)時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈沖擊電流，其使用壽命便得以延長(zhǎng)。加裝了變頻調(diào)速的裝置之后，在大部分的時(shí)間中，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速均在額定的轉(zhuǎn)速之下，有利于減少管路、灰漿泵及風(fēng)機(jī)發(fā)生磨損的程度。
　　2.2 節(jié)約能源
　　電廠在設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)與泵時(shí)，可能會(huì)因?yàn)橐恍┛陀^因素的影響，無(wú)法預(yù)先確定其主要富裕量與參數(shù)，因此在多數(shù)情況下，會(huì)選擇流量過(guò)大的風(fēng)機(jī)與泵，這些設(shè)備的壓頭過(guò)高，常常超出實(shí)際需要[4]。但如果在設(shè)計(jì)時(shí)使用變頻器以調(diào)整頻率的方式改變風(fēng)機(jī)與泵運(yùn)行的參數(shù)，并達(dá)到改變風(fēng)量與排灰量的目的；因此，在風(fēng)機(jī)與泵中應(yīng)用變頻器可以將擋板、閘門及節(jié)流閥在運(yùn)行過(guò)程中附加的損耗消除，從而節(jié)約了能源。
　　2.3 在風(fēng)機(jī)中運(yùn)用變頻器，能為其穩(wěn)定運(yùn)行提供保護(hù)措施
　　在高壓變頻裝置中設(shè)有低電壓、過(guò)電壓及過(guò)電流的保護(hù)裝置，其靈敏度較高，可讓水位與流量實(shí)現(xiàn)負(fù)反饋的功能；變頻器可通過(guò)水位與流量負(fù)反饋的信號(hào)，對(duì)變頻裝置輸出的頻率進(jìn)行控制，以控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。調(diào)速裝置均配備了計(jì)算機(jī)終端接口，能將標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)通訊系統(tǒng)與能源系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)，方便實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)控制。
　　3 高壓變頻器運(yùn)用于電廠的控制工作
　　近幾年，交流變頻技術(shù)有了較好的發(fā)展，尤其是在變頻器當(dāng)中運(yùn)用矢量控制調(diào)速技術(shù)，讓交流電具備了調(diào)速精度高、調(diào)速范圍寬及動(dòng)態(tài)響應(yīng)快等先進(jìn)技術(shù)性能，此外，交流電的調(diào)速性能已與直流電相差無(wú)幾。因此，電廠當(dāng)中運(yùn)用變頻器具有重要的作用，變頻器不僅能實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)與節(jié)能的目的，而且在需要對(duì)流量、液位及壓力進(jìn)行精確控制的場(chǎng)合，都需要運(yùn)用高壓變頻器。
　　4 高壓變頻器的軟起動(dòng)運(yùn)用
　　因直接啟動(dòng)交流電機(jī)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的電流（通常是額定電流的5～7倍），因此在短時(shí)間啟動(dòng)的過(guò)程中，阻尼繞組或籠型繞組將要承受較高的機(jī)械應(yīng)力與熱應(yīng)力，而端環(huán)及導(dǎo)條在高應(yīng)力的作用下容易出現(xiàn)疲勞斷裂的現(xiàn)象[5]。此外，直接啟動(dòng)交流機(jī)時(shí)產(chǎn)生的大電流會(huì)在繞組的終端部形成較大的電磁力，使得繞組端部發(fā)生振動(dòng)及變形現(xiàn)象，進(jìn)而磨損繞組絕緣，最終導(dǎo)致繞組絕緣被擊穿，失去絕緣作用；大電流也會(huì)使鐵心發(fā)生振動(dòng)現(xiàn)象，使鐵心變得松弛，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)發(fā)熱。目前，大容量高壓交流異步的電動(dòng)機(jī)被廣泛運(yùn)用于電廠當(dāng)中，但因直接啟動(dòng)電機(jī)造成的轉(zhuǎn)子斷條與電機(jī)燒毀事故卻屢屢發(fā)生，對(duì)安全運(yùn)行主機(jī)設(shè)備造成了惡劣影響。因此，對(duì)大容量的電機(jī)實(shí)行軟啟動(dòng)的方式，將能使其使用壽命得到有效延長(zhǎng)，并將啟動(dòng)時(shí)沖擊電網(wǎng)的現(xiàn)象減少，保證正常的電力生產(chǎn)。電機(jī)在變頻的作用下啟動(dòng)，能將轉(zhuǎn)矩快速起動(dòng)，且啟動(dòng)時(shí)平滑，不會(huì)出現(xiàn)較強(qiáng)的沖擊，因此，使用高壓變頻器作為電廠軟啟動(dòng)的裝置，對(duì)于電廠的安全運(yùn)行具有重大作用。
　　5 結(jié)語(yǔ)
　　綜上所述，高壓變頻器運(yùn)用于電廠中水泵與風(fēng)機(jī)的變頻控制，能變負(fù)荷對(duì)給水量及送風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)；也能以壓力與流量的變化作為調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的依據(jù)，以達(dá)到電能損耗的降低、使用壽命的延長(zhǎng)、維護(hù)量的減小及節(jié)約能源的目的，其不僅能使電廠的生產(chǎn)系統(tǒng)變得更完善，而且也能將電廠的用電率降低，使生產(chǎn)的過(guò)程變得更為經(jīng)濟(jì)，進(jìn)而提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，在電場(chǎng)中推廣運(yùn)用高壓變頻器也具有客觀的社會(huì)效益，因運(yùn)用高壓變頻器節(jié)約了能源，有利于環(huán)境友好型社會(huì)的建設(shè)。
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