摘要：火电发电依然是我国发电的主要方式，社会生产、生活所需的大部分电能都是火电厂提供的。然而火力发电厂是一个高耗能、高排放的产业。将高压变频器应用在火力发电厂，通过高压变频器对凝结泵电机进行变频控制，可以调节机组的负荷，减少了阀门空口变压造成的电压损失和控制阀门的磨损，降低了发电机组的耗能，提高了火力发电厂的工作效率。本文概述了高压变频器的工作原理，并结合具体的例子进行说明。
关键词：高压变频器；火力发电厂；300MW机组；节能
引言：
高压变频器可以提高电动设备运行效率，降低耗能，从而达到节能减排的目的。因此高压变频器广泛应用在中、小型火力发电厂风机、水泵、煤机等领域的生产，极大了提高了生产效率。本文主要分析了高压变频器在火力发电厂300MW机组引风机上的应用。
一、高压变频器节能的原理
变频器通过改变电源频率（f）的方式来改变电动机的转速，异步感应电机设计好以后，转速（n）和频率（f）的关系也确定下来，转速和频率之间的关系为线性关系，调速范围在0—100%。随着电力事业的发展，高电压大功率半导体器件大量出现，为了适应高电压功率器件，出现了高压变频器，将其应用在发电机大型辅机设备中可以调节运转速度，避免了辅机设备阀门、挡板节流的功率损失，从而提高发电厂的经济效益。
在发电厂内，风量和转速的一次方、二次方成正比，风机的功率是风量和风压的乘积。N表示转速，P表示功率，脚标0表示额定工况参数。如果发电厂的流量由额定值Q0降到Q时，与额定功率P0，转速调节的电机功率计算公式为：N=（ ）³N0。如果流量从100%下降到70%，那么转速也下降到70%，电机的耗能下降到34.3%，节约电能65.7%，节能效果非常明显。
二、一次风机变频改造方案
（一）火力发电厂300MW运行现状
某火力发电厂一共有投产的装机容量为2×，5#、7#机组装机容量为300MW，锅炉配有两台静叶可调轴流式引风机。根据火力发电厂的电网负荷要求，电网负荷在50%-100%之间进行调节，以满足电网输出功率的要求。该火力发电厂锅炉机组采用正压冷一次风吹式制粉系统，并静叶可调风机运行效率比较低，节流损失比较大，浪费现象严重。此外，由于火力发电厂的控制阀门为电动机，电动机调节效果不是很好，而且容易发生故障，增量机器维修费用。
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（二）火力发电厂改造方案
按照“最小改动、经济性、可靠性原则”对发电厂投产的两台容量为300MW的5#、7#机组配置2台一次风机，并增加高压变频器，高压变频器使用无极调速，高压变频器可以根据机组负荷运行的变化调节风机变频运行效果，提高了设备的运行效率。此次火力发电厂选择的高压变频器是从国外引进的的，高压变频器具有以下几方面的优势：第一，这种高压变频器不需要增加输出、输入变压器，可以直接将变频器的输入端与6KV电网连接，连接方式简单。第二，高压变频器的整流电路为42相，采用独特的单相逆变器串联，这种运行系统有利于电动机和电源的运行。第三，这种高压变频器的运行功率高。高压变频器采用了高压IGBT功率单元和整流二极管，变频器回路中的元件数量减少，提高了变频器的功率损耗，变频器的综合效率达到了97%以上，功率因数超过了0.95。第四，高压变频器的控制回路由高速单片机、PLC以及工控机组成，这种控制系统能够实现多台PWM控制和矢量运算功能，控制系统响应快，运算精度高。变频器正常运行时，变频器拖动一次风机变频运行，如果变频器出现故障，一次风机退出变频系统，则采用原来的调节方式，保障机组的运行安全。此该走啊方案充分利用了现有的设备，成本相对比较低，不仅保留了火力电厂原来的系统，而且又能确保系统在紧急情况下工频恢复运行。
（三）高压变频器效益分析
通过对火力发电厂300MW容量的的5#、7#机组安装一次风机和高压变频器，总投资在440万元，改造以后风机电流从105×2A降到65×2A，每月可以为火力发电厂节约用电量达到40万KWh，节约电费14万元，设备运行两到三年就可以回收成本。此外，由于变频器的电机转速转速随着风机变化而变化，没有应力负荷在轴承上，延长了轴承的寿命。风机寿命和转速成正比，降低一次风机转速则可以提高一次风机寿命，减少了风机的磨损。
结束语：
将高压变频器应用在火力发电厂机组引风机上节能效果明显，使用变频器以后，减少了管道磨损，延长了电机的使用时间，降低企业的发电成本和电力的消耗，为企业带来良好的经济效益和社会效益。
参考文献：
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[2] 程晓辉.高压变频器在火力发电厂的节能应用[J].神州（中旬刊），2016，（4）：32-32.
[3] 曹大勇.高压变频器在300MW火力发电厂中的应用[J].环球市场，2016，（20）：265-265.
论文作者:杨彬
论文发表刊物:《电力设备》2017年第9期
论文发表时间:2017/8/2
标签：变频器论文; 火力发电厂论文; 高压论文; 风机论文; 转速论文; 机组论文; 功率论文; 《电力设备》2017年第9期论文;