發(fā)電廠高壓電機的節(jié)能變頻改造

王磊

摘要 由于社會發(fā)展方式的轉變，各個行業(yè)非常關注能耗問題。發(fā)電廠高壓電機實施節(jié)能變頻具有多方面的意義。在節(jié)能改造過程中要分析存在的技術問題，以保證改造后的效果。

【關鍵詞】發(fā)電廠 高壓電機 節(jié)能改造 變頻技術 技術分析

1 發(fā)電廠高壓電機節(jié)能變頻改造技術

1.1 節(jié)能變頻改造的技術意義

發(fā)電廠高壓電機實施節(jié)能變頻改造具有多方面的技術意義。這項技術的應用具有特別強大的潛力。這技術意義體現(xiàn)可以降低高壓電機在運行中的能耗，因此相應的降低了運行成本。另外，變頻技術是當前比較先進的節(jié)能技術，變頻技術己成功應用于多個領域，技術己趨于成熟。此外，發(fā)電廠高壓電機實施節(jié)能變頻改造的依據(jù)是技術方案的論證結合，在這個過程中要對改造的潛在效益進行分析，還要對比改造前后的技術指標，在改造方案中要結合實際進行變頻器的選型號。另外還要從技術角度對施工方案進行優(yōu)化，提升改造后的技術經(jīng)濟指標。

1.2 技術缺陷

發(fā)電廠高壓電機實施節(jié)能變頻改造雖然具有多方面的技術意義，但是也要看到存在的技術缺陷。節(jié)能變頻改造技術在上個世紀中后期得到了廣泛應用，技術在實際的應用過程中逐漸認識到存在一定的技術缺陷，這些技術問題開始受到重視。其中比較典型的問題發(fā)電廠的重要設備如風機和水泵存在著能耗損失的問題，一些輔助設施如果閥門和擋板的損耗也存在能耗損失問題。發(fā)電廠高壓電機雖然實施了節(jié)能變頻改造，但是難以降價電機故障的發(fā)生率，所以電機的使用壽命難以延長。過大電流會產(chǎn)生沖擊負荷，會對電網(wǎng)產(chǎn)生不利影響，但是技術上還沒有合理的解決方案，所以技術上的缺陷還需要不斷地完善。

1.3 技術原理

高壓變頻器采用先進的功率單元進行串聯(lián)疊加的方式，主電路的開關元件為大功率IGBT，空間矢量多重化的PWM技術，由數(shù)個單元串聯(lián)形成每相，每個功率單元所輸出的電壓波形以及其串聯(lián)后輸出的相電壓波形，能夠得到數(shù)十個不同的等級電壓，在增加電壓等級的同時，每個等級的電壓值大大降低，由于電壓等級數(shù)量的增加，也極大的改善了變頻器的輸出性能，輸出波形幾乎接近于正弦波，不存在電網(wǎng)污染。

2 高壓電機變頻改造后的效果

2.1 可以提升系統(tǒng)運行的安全性和可靠性

實施技術改造的關鍵是要保證系統(tǒng)運行的安全性和可靠性。所以在改造方案中要特別注重高壓電機運行中的安全可靠。在設計改造方案時要分析高壓變頻器的工作狀態(tài)。變頻改造通常使用軟啟動技術，應用這項技術可以消除工頻啟動時產(chǎn)生的大電流和沖擊轉矩產(chǎn)生的影響，同時可以有效保護電機，電動機的故障率可以降低。間接作用可以保護電網(wǎng)。在高壓變頻器的設計中，具有較為自身完善的配套保護裝置，如果變頻器有過電流、過電壓以及過熱等不正常情況出現(xiàn)時，或是電路存在短路和欠壓等故障時，高壓變頻器可以對這些問題實施自動檢測，并可以結合檢測的結果發(fā)出報警并采取保護動作，因而設備的安全性可以保證。

2.2 高壓變頻器的優(yōu)勢

交流高壓電機時在直接啟動的過程中，瞬間會產(chǎn)生強大的沖擊力與過大的電流，這些會作用于轉子籠型繞組與阻尼繞組，因此在電機啟動的過程中存在熱應力和機械應力的作用，這種情況會對籠條產(chǎn)生影響;定子繞組的絕緣會發(fā)生破損，情況嚴重時定子絕緣繞組會被擊穿;在電要啟動時由于存在過高的電流還會引發(fā)鐵芯松弛，電機伴有發(fā)熱現(xiàn)象。如果電機安裝了高壓變頻器，在啟動過程中不會產(chǎn)生沖擊力的作用，對于電網(wǎng)也不會產(chǎn)生沖擊，所以對于電動機可以起到保護作用于，整個機組運行的安全性和可靠性得以提升。

3 發(fā)電廠高壓電機實施節(jié)能變頻改造的技術要點

3.1 確保方案可行

在電機開動時，變頻控制器的輸出電流與起動轉矩，最大轉矩都要小于工頻電源驅動時的電機時的數(shù)值。工頻輸入電源中，起動與加速沖擊電流都比較大，會達到額定值的7倍左右。在使用變頻時，所進行的沖擊會小一些，僅為額定值的1.3倍左右，這大大降低了能耗，延長了電機的使用時間。如果電源的頻率發(fā)生改變后，電壓沒有發(fā)生改變，發(fā)電廠電機會發(fā)生故障，情況嚴重時會發(fā)生燒損。所以技術人員在設計改造方案時要全面考慮，在電源頻率發(fā)生改變時同時也要考慮對電壓的改動。

3.2 合理降低能耗

發(fā)電廠在實施高壓電機節(jié)能變頻改造中還要注意合理降低能耗，這也是是改造方案需要重點考慮到的關鍵技術問題之一。在能耗降低的過程中，由于能耗和與發(fā)電存在正相關性，并且和發(fā)電廠的功率和轉速有關，所在降低流量的同時也會影響到功耗。此外，在能耗降低的過程中要注重借助變頻調(diào)速技術對電機的轉速加以改變，這樣可以優(yōu)化風機與泵類的流量。通過此種調(diào)節(jié)方式可以將閥門或擋板的最大開度加以明確，在實施節(jié)能變頻改造的同時也可以提升高壓電機的效率。

3.3 應用優(yōu)越性

節(jié)能變頻改造方案中要重點考慮的問題是應用優(yōu)越性。對于應用優(yōu)越性的分析，要注重變頻改造技術可以確保軟啟動原有的功能。在對優(yōu)越性進行分析時要考慮因為高壓變頻器不需要額外進行功率補償，其自身具有的輸入功率因數(shù)會提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，可以降低電網(wǎng)在不做功條件下能耗，間接提升了電網(wǎng)的功率。因此高壓電機實施節(jié)能變頻改造，可以提高了變頻技術的應用效果。經(jīng)過改造后，軟啟動的功能性可以得到保障，可以實現(xiàn)高壓變頻器對電流沖擊的保護作用，高壓電機的故障率可有效降低。所以推廣電機節(jié)能變頻技術有助于提供電力企業(yè)的供電效率和經(jīng)濟效益。

4 結束語

隨著當前電力系統(tǒng)越來越重視能耗的降低，發(fā)電廠高壓電機實施節(jié)能變頻改造非常有必要，這項技術的實施也受到了更多的重視。在改造中，技術發(fā)揮著關鍵作用，因此要注重分析改造中的技術問題，以實現(xiàn)改造的預期效果。

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