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高壓變頻裝置在電廠引風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用

0、問題的提出
　　焦作丹河發(fā)電有限公司#1發(fā)電機(jī)組容量為110MW，#1爐除塵器改造后，#1爐甲乙引風(fēng)電機(jī)由475KW增容至1000KW，容量比原來電機(jī)增加了525KW，使廠用電率升高。而電機(jī)的變頻調(diào)速運(yùn)行，是降低廠用電率、節(jié)電增效的有效措施及有效手段。#1爐電機(jī)調(diào)速用擋板調(diào)節(jié)，風(fēng)道壓流損失嚴(yán)重，浪費(fèi)大，通過變頻調(diào)速，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)轉(zhuǎn)速連續(xù)無級調(diào)速，調(diào)速范圍寬，調(diào)節(jié)精度高，效率高,實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的軟啟動，減少了啟動沖擊及設(shè)備磨損。另外變頻裝置較安裝方便，只需在原斷路器與電機(jī)之間串聯(lián)變頻裝置即可，無需對負(fù)載和電機(jī)做任何改動；正常運(yùn)行后，可靠性高，基本上無維護(hù)量。通過對引風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻改造

而達(dá)到節(jié)能增效，無疑是必要的。
1、HARSVERT-A06/105型高壓變頻裝置原理
　　變頻裝置采用多電平串聯(lián)技術(shù)，6KV系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1，由移相變壓器、功率單元和控制器組成。6KV系列有21個功率單元，每7個功率單元串聯(lián)構(gòu)成一相。

　　每個功率單元結(jié)構(gòu)上完全一致，可以互換，其電路結(jié)構(gòu)見圖2，為基本的交-直-交單相逆變電路，整流側(cè)為二極管三相全橋，通過對IGBT逆變橋進(jìn)行正弦PWM控制，可得到如圖3所示的波形

　　輸入側(cè)由移相變壓器給每個單元供電，移相變壓器的副邊繞組分為三組，構(gòu)成42脈沖整流方式；這種

多級移相疊加的整流方式可以大大改善網(wǎng)側(cè)的電流波形，使其負(fù)載下的網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)接近1。
　　另外，由于變壓器副邊繞組的獨(dú)立性，使每個功率單元的主回路相對獨(dú)立，類似常規(guī)低壓變頻器。
　　輸出側(cè)由每個單元的U、V輸出端子相互串接而成星型接法給電機(jī)供電，通過對每個單元的PWM波形進(jìn)行重組，可得到如圖4所示的階梯PWM波形。這種波形正弦度好，dv/dt小，可減少對電纜和電機(jī)的絕緣損壞，無須輸出濾波器就可以使輸出電纜長度很長，電機(jī)不需要降額使用，可直接用于舊設(shè)備的改造；同時，電機(jī)的諧波損耗大大減少，消除了由此引起的機(jī)械振動，減小了軸承和葉片的機(jī)械應(yīng)力。

　　當(dāng)某一個單元出現(xiàn)故障時，通過使圖2中的軟開關(guān)節(jié)點(diǎn)K導(dǎo)通，可將此單元旁路出系統(tǒng)而不影響其他單元的運(yùn)行，變頻器可持續(xù)降額運(yùn)行；如此可減少很多場合下停機(jī)造成的損失。避免了由于一個大功率高壓開關(guān)器件的故障而導(dǎo)致整機(jī)的故障產(chǎn)生，以致停機(jī)。保證了多電平變頻器的可靠性。

2、變頻改造方案簡介
　　#1 爐引風(fēng)機(jī)是兩臺雙側(cè)布置，目前其引風(fēng)機(jī)的出力調(diào)節(jié)由人工調(diào)節(jié)擋板來實(shí)現(xiàn)。由于引風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)時冗余功率較大，加上風(fēng)量控制采用檔風(fēng)板引起的阻力損耗，造成廠用電率高，影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
電動機(jī)參數(shù) 引風(fēng)機(jī)參數(shù)
型號：Y560-8 型號： Y4-73-11-27D
額定功率：1000kW 額定風(fēng)量：425700m3/h
額定電壓：6kV 額定風(fēng)壓： 5064Pa
額定電流：118.6A 介質(zhì)溫度： 90℃
額定頻率：50HZ
額定轉(zhuǎn)速：744r/min
　　根據(jù)1#爐目前的實(shí)際運(yùn)行情況，考慮實(shí)際負(fù)荷情況，經(jīng)對改造前引風(fēng)機(jī)電機(jī)檔板調(diào)節(jié)情況，可采用的變頻器電流按100A左右來選擇，這樣比原電機(jī)額定電流118.6A減少了18.6A，也為設(shè)備的選取節(jié)省了一筆不小的開支。經(jīng)過充分的市場調(diào)研，最后經(jīng)招標(biāo)選定北京利德華福技術(shù)有限公司生產(chǎn)的HARSVERT-A06/105型高壓變頻裝置，額定電流105A。
　　為了充分保證系統(tǒng)的可靠性，為變頻器同時加裝工頻旁路裝置，變頻器異常時，變頻器停止運(yùn)行，電機(jī)可以直接手動切換到工頻下運(yùn)行。工頻旁路由3個高壓隔離開關(guān)QS1、QS2和QS3組成（見圖，其中QF為甲方原有高壓開關(guān)）。要求QS2不能與QS3同時閉合，在機(jī)械上實(shí)現(xiàn)互鎖。變頻運(yùn)行時，QS1和QS2閉合，QS3斷開；工頻運(yùn)行時，QS3閉合，QS1和QS2斷開。
　　為了實(shí)現(xiàn)變頻器故障的保護(hù)，變頻器對6KV開關(guān)QF進(jìn)行聯(lián)鎖，一旦變頻器故障，變頻器跳開QF，要求甲方對QF的合分閘電路進(jìn)行適當(dāng)改造。工頻旁路時，變頻器應(yīng)允許QF合閘，撤消對QF的跳閘信號，使電機(jī)能正常通過QF合閘工頻啟動。
　　變頻調(diào)速系統(tǒng)配置上位機(jī)，上位機(jī)可安裝在控制室，通過上位機(jī)可以對變頻器進(jìn)行啟動、停機(jī)、調(diào)速等控制，并可在上位機(jī)上顯示變頻器的運(yùn)行數(shù)據(jù)和當(dāng)前狀態(tài)。為了保障調(diào)速系統(tǒng)的可靠性，在操作臺配置對變頻器的控制按鈕，也可以對變頻器實(shí)施啟動、停機(jī)、加速和減速控制。
3、變頻裝置調(diào)試數(shù)據(jù)對比

甲側(cè)引風(fēng)機(jī)變頻調(diào)試記錄表
負(fù)荷MW	引風(fēng)機(jī)電流（A）		引風(fēng)機(jī)擋板開度（%）		甲側(cè)轉(zhuǎn)速（r/min）	甲側(cè)頻率（Hz）	送風(fēng)風(fēng)壓（KPa）	爐膛負(fù)壓（Pa）
負(fù)荷MW	甲側(cè)	乙側(cè)	甲側(cè)	乙側(cè)	甲側(cè)轉(zhuǎn)速（r/min）	甲側(cè)頻率（Hz）	送風(fēng)風(fēng)壓（KPa）	爐膛負(fù)壓（Pa）
65	3.6/46.4	55	100	30	350	23.41	3.0	-20
65	3.5/45.6	55	100	30	350	23.41	3.0	-20
63	3.5/45.6	56	100	30	349.3	23.41	3.0	-20
62	3.5/46.2	55	100	30	349.3	23.41	3.0	-20
106	30.5/84.8	48	100	5	746	49.9	4.1	-20
109	29.8/83.7	52	100	25	746	49.9	4.1	-20

乙側(cè)引風(fēng)機(jī)變頻調(diào)試記錄表
負(fù)荷MW	引風(fēng)機(jī)電流（A）		引風(fēng)機(jī)擋板開度（%）		甲側(cè)轉(zhuǎn)速（r/min）	甲側(cè)頻率（Hz）	送風(fēng)風(fēng)壓（KPa）	爐膛負(fù)壓（Pa）
負(fù)荷MW	甲側(cè)	乙側(cè)	甲側(cè)	乙側(cè)	甲側(cè)轉(zhuǎn)速（r/min）	甲側(cè)頻率（Hz）	送風(fēng)風(fēng)壓（KPa）	爐膛負(fù)壓（Pa）
60	77	1.7/42.5	60	100	242	16.18	3.0	-20
60	68	3.8/42.4	49	100	299	19.95	3.0	-20
60	58	9.6/44.3	34	100	400	26.63	3.0	-20
60	55	18.1/49.6	20	100	500	33.28	3.0	-20
60	50	32.2/58	10	100	600	39.91	3.0	-20
93	53	49.8/70.3	20	100	700	46.54	3.8	-20
93	52	61/77.3	17	100	747	49.68	3.8	-20

4、變頻改造后的效益計(jì)算
(應(yīng)按實(shí)際測試結(jié)果計(jì)算，測試數(shù)據(jù)看附件的測試記錄)
1)110MW時每小時節(jié)約電量
　　改造前引風(fēng)機(jī)功率：0.9539*6*67* *0.8506=565kw
　　改造后引風(fēng)機(jī)功率：0.9539*6*29*1.05* *0.8506=257kw(565-257)*2=616kw
2)80MW時每小時節(jié)約電量
　　改造前引風(fēng)機(jī)功率：0.9539*6*60* *0.8506=506kw
　　改造后引風(fēng)機(jī)功率：0.9539*6*21*1.05* *0.8506=186kw(506-186)*2=640kw
3)60MW時每小時節(jié)約電量
　　改造前引風(fēng)機(jī)功率：0.9539*6*55* *0.8506=464kw
　　改造后引風(fēng)機(jī)功率：0.9539*6*11*1.05* *0.8506=97kw(464-97)*2=734kw
#1機(jī)2002年實(shí)際運(yùn)行小時為7764小時，全年節(jié)電量為：
　　 7764*（616*25%+640*50%+734*25%）=5104830Kwh
　　每Kwh按0.22元/Kwh計(jì)算
　　全年節(jié)約費(fèi)用為5104830*0.22=112.31萬元
　　另外，由于HARSVERT-A系列變頻器功率因數(shù)可達(dá)0.95以上，大于電機(jī)功率因數(shù)0.8506，減少無功，提高上端設(shè)備利用率。并且電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動，可避免因大電流啟動造成對電機(jī)絕緣及大電動力沖擊對電機(jī)壽命的影響，減少電機(jī)維護(hù)量，節(jié)約檢修維護(hù)費(fèi)用。

狀　態(tài)：離線

公司簡介
 產(chǎn)品目錄
 供應(yīng)信息

公司名稱：	北京利德華福電氣技術(shù)有限公司
聯(lián) 系人：	總機(jī)轉(zhuǎn)
電　　話：	010-010-89776666
傳　　真：	010-69764853
地　　址：	北京市昌平區(qū)陽坊鎮(zhèn)陽坊工業(yè)南區(qū)
郵　　編：	102205
主　　頁：	http://www.ld-harvest.com

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