摘要：近年，低压变频器在电力行业的应用越来越广泛，其可靠、节能、可调特性得到了极大的发挥，本文就低压变频器在火力发电厂渣水系统的应用效果作了简述，并分析了运行中的注意事项。
关键词：变频器；渣水；水泵
随着电力电子技术的高速发展，低压变频器的可靠性不断提高，成本不断下降，已在大多数场合能满足电力企业的要求，并广泛应用于电力行业的各个领域，而对于火力发电厂渣水排水系统，由于渣水含渣量大，渣水坑容量偏小，普通启停方式对负荷开关损耗、管夹阀磨损都是一个极大的考验，所以对渣水系统采用变频控制后，能可靠的减少开关及管夹阀的正常损耗，并能取得一定的节能效果。
一、常规控制下的渣水排水系统缺点
常规状态下，火力发电厂渣水排水系统均设置两台排水泵，水泵启停方式采用工频根据水坑水位直接自动启停，这种控制方式下的不利影响主要有两点：首先，渣水水量大小受负荷高低影响及水坑容量与水泵容量的配合问题，在机组高负荷时段势必造成排水泵负荷开关的频繁分合闸，对电机进行频繁的工频冲击，这对于负荷开关及电机寿命均是一个严峻考验，必然增加开关及电机的正常耗损，而开关及电机的损坏也会造成设备失备，进而影响机组负荷；其次，火电厂渣水中含渣量大，在工频启动时及运行时，压力处于不可控状态，这就会对管道及管夹阀造成很大的冲击和运行磨损，增加管道及管夹阀的正常损耗。以上两点综合，均会极大的增加电厂的维护成本。
二、变频器应用在渣水排水系统的优点
变频器是利用电力半导体器件的通断作用把电压、频率固定不变的交流电变成电压、频率都可调的交流电源，采用变频控制主要有以下优点：
（1）应用变频技术节能明显。由于变频器是直接改变电源频率而改变电机转速，没有额外的机械损失。在水泵应用中，流量与电机转速成正比，压力与电机平方成正比，而消耗功率与电机转速平方成正比。当流量从1%增加至80%时，考虑水泵自身损失的情况下，节能效果也能达到30%以上。
（2）变频器调节平稳、准确。相比其他控制方式，变频器直接调节电机转速，运转平稳，调整准确，调节曲线呈线性变化，流量、压力均在可控范围，减少了对管道和管夹阀的冲击及磨损，而变频控制采用水位PID自动调节后，可根据水坑水位自动调节变频器输出频率，从而减少负荷开关因为频繁启停而造成不必要的损耗。
（3）变频器可靠性高，故障率低，减少设备事故，在火力发电厂渣水排水系统中，原工频启停方式经常导致开关及电机故障，影响了机组的安全运行，采用变频PID调节后，使得整体可靠性的到了极大的提高。
三、变频器在渣水排水系统应用设置
低压变频器的参数设置主要包括：基本参数、电机参数、保护参数、高级参数等，变频器在出厂时，对于很多参数都已经设定完成，作为用户，我们只需要根据现场需求进行相应的基本参数、电机参数设置即可，对于特殊要求的场合则需要根据运行方式要求进行高级参数设置。
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在火力发电厂渣水排水系统中，我们需要设置的参数主要有以下方面：
（1）电机参数设置：可根据电机铭牌，在变频去参数中设置电机的功率、额定电压、电流、转速等参数；
（2）基本参数设置：设置变频器器最低、最高频率、加、减速时间、危险频率、输入、输出等设置。变频器最低频率即电机运行的最小转速，电机在低转速下运行时，其散热性能很差，电机长时间运行在低转速下，会导致电机烧毁。而且低速时，其电缆中的电流也会增大，也会导致电缆发热，而最高频率则需要参照电机允许的最高运行离心力设定；变频器的加、减速时间，加速时间就是输出频率从 0 上升到最大频率所需时间，减速时间是指从最大频率下降到 0 所需时间。通常用频率设定信号上升、下降来确定加减速时间。在电动机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电流，减速时则限制下降率以防止过电压。加速时间设定要求：将加速电流限制在变频器过电流容量以下，不使过流失速而引起变频器跳闸。
（3）高级参数设置：对于火力发电厂渣水排水系统，我们需要将水位信号引入变频器，由变频器实现水位自动PID调节，这就要求我们将变频器控制参数设置为PID控制，在输入、输出配置中定义水位输入信号，由于水泵工作特性，在变频器低于30Hz左右，水泵将不再打水，我们在考虑控制方式时，应当在频率降低至30Hz以下时，将变频器频率直接减至零，而再次启动时在变频器频率到达30Hz以上自动投入水位PID，其设置方法主要包括：PID控制方式选择、控制逻辑选择（正、负反馈逻辑）、设定信号与反馈信号输入选择、比例增益设置、积分常数设置、微分常数设置、频率限制功能、反馈信号检测功能等。也可将相关信号全部送至DCS系统，又DCS实现相关控制逻辑。
（4）、保护参数设置：需要根据现场需要，设置变频器的电流、电压、温度相关保护参数及定值。
四、变频器应用注意事项
变频器在使用中有很多优点，但是在使用中也要注意有关问题，保证变频器正常工作条件及环境，才能保证变频器安全、稳定运行。
（1）电机发热及振动问题：很多变频改造时使用原有的普通电机，由于变频器输出电压中含有大量的谐波，将会造成电机本身的发热及振动，高次谐波的存在还会破坏电机绝缘，影响电机寿命，变频器在低频运转时，电机转速低，电机轴自带风扇散热效果差，也会引起电机发热，在实际应用中，我们应当尽量采用专用的变频电机，电机散热风扇应当额外外接电源，随变频器的启停而投切风扇。
（2）对其他设备的电磁干扰问题：由于变频器在整流及逆变过程中会产生大量谐波，会对附近的电子设备（仪器、仪表、PLC等）产生干扰，所以应当根据实际情况加装抗干扰措施。
（3）变频器的安装环境问题：由于变频器采用了大量的电子元件，所以变频器对于安装环境的温度、湿度、灰尘都有很高的要求，所以我们在选取变频器安装位置时，应当考虑干燥、通风运行环境良好的地点安装。
总之，随着电力电子技术的高速发展，变频器将越来越贴近我们的生活，在火电厂应用变频器也将越来越广泛，本文叙述的变频器应用方式，在本厂捞渣机溢流水泵排水系统上运用以后，自动控制性能优越，对开关及管道、管夹阀损耗减少，极大的节约了电厂的维护成本，相类似的应用如：脱硫石膏排出泵、供浆泵的变频应用还有很多，由于篇幅有限，本文就不再作一一叙述。
参考文献：
[1]黄威，《变频器的使用与节能改造》 北京：化学工业出版社 2011
[2]陶权，《变频器应用技术》 广州：华南理工大学出版社 2007
论文作者:江滋新
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/8
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