摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，电厂建设越来越多。本文从电厂凝结水泵工频运行存在问题入手分析，经过调查发现现在的电厂凝结水泵工频中存在能耗高、效率低等问题，并且对电网和机电系统的冲击力过大也影响了电网与机电系统的正常使用。为此笔者介绍了凝泵变频改造的方案，指出变频改造的必要性并提供相应的控制策略，在阐述变频运行软启动的优点的同时，对改造后变频供电节能效果进行估测。希望本文提出的观点能给我国电厂发展一定的建议和提示。
关键词：电厂凝结水泵；高压变频器：变频调速；节能改造
引言
随着我国社会经济以及人民生活水平的不断发展，我国对于电力的应用逐渐增多。但是，就当前我国电厂的整体发展而言，我国电厂对于当前机械的动力要求更加严格，同时基于我国建立资源节约型和环境友好型社会的背景下，电厂凝结水泵中关于高压变频器的供电节能改造工程成为当前电厂节能改造工程的重点内容。因此，加强对电厂凝结水泵高压变频器供电节能改造分析，其对于电厂的节能改造工程具有重要的指导意义。
1变频器概述
变频器是通过半导体的通断特性转换频率较为固定的交流电。通过调节变频器可以控制转换之后交流电的频率，并且能够使频率连续。通过变频器内部的三项二极管整流电路对三相交流电进行转换，利用变频器内部的IGBT管改变逆变器输出的电波，进而实现转换频率的目的。在每组IGBT管工作周期内，改变通断时间的比值转换逆变器输出电压幅值的大小，也可以认为通过改变脉冲的宽度实现逆变器输出电压的转变。例如，在周期控制期间，开关元件发生断通，使输出的矩形脉冲波电压与正弦波电压下的面积相接近，那么逆变器输出的电压也就与三项正弦波接近。因此，凭借变频器可以使电机能够平滑启动。
2高压变频器的选型
高压变频器的选型分为3种，即按照功率、控制方式和负载类型进行选型。（1）按照功率选型。在进行高压变频器的功率选择时，要考虑其安全性、节能性以及是否与发动机的功率相符这3个要素。首先，作业中需要频繁启动的电动机设备，应选择功率较大的变频器，以保证安全；其次，为保证设备使用过程中节能，对于电动机的变频器与其功率不适应的现象，应重新进行其程序的设置调节。最后，要选择与电动机的功率相适应的高压变频器，尤其是两者的过载倍数指标必须相符。（2）按照控制方式选型。控制系统由异步电动机与高压变频器组成，主要包括开环控制和闭环控制。无速度传感器矢量控制和普通控制高压变频器的应用组成了开环控制。与之不同的，在不同的温度、速度以及流量和压力等条件下，使用矢量控制有速度传感器或PID控制器组成的闭环控制。（3）按照负载类型选型。通常来讲，高压变频器在任何负载情况下均适用。虽然不同类型的变频器其负载指标也各不相同，如转矩和负载速度均有区别，不影响正常运行使用。但是为了实现UIF控制则需控制恒功率负载。由于每种负载都不尽相同，为避免一旦使用错误造成严重的后果。因此，在选择时要加以区别。
3凝泵变频改造
3.1设备以及运行参数
水泵的型号、扬程、流量分别为B460-6、335.3m、832.4m3/h。电机的型号、功率、电压、电流、转速、功率因数分别为YKKL1500-4TH、1120kW、6kV、128.9A、1480r/min、0.85。功率计算：（1）发电：330MW，凝泵电机电流：115A，P=1016kW。（2）发电：300MW，凝泵电机电流：112A，P=989kW。（3）发电：250MW，凝泵电机电流：97A，P=857kW。（4）发电：200MW，凝泵电机电流：94A，P=830kW。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆平均值计算：根据资料显示，年运行时间比例约为20%，50%，20%，10%，则年平均功率为：发电功率：894kW。
3.2变频器线路的设计
众所周知，电路中的电线具有一定的阻值，虽然一段电路的阻值较小，但线路较长时，阻值会升高，电能损耗也随之增大。所以，在安装变频器时，需要对厂房进行合理规划，尽量使线路最短。在一些多障碍区域的变频器必须实现直线引入，如若不能进行直线引入，也需要缩短线路的长度，尽量规避不必要的线路迂回。在铺设线路时，线路的阻值也属于考虑的范围。不同的金属材料的导电能力不同。经过长时间的研究发现，使用铜芯的线路，能够平衡线路费用与电能消耗，实现经济效益最优化。所以，在铺设电路时需要尽量将铝线更换为铜线。当铺设线路距离特别长时，可以选用直径较大的线路，在目的地附近时在换成相应的细线。通过这种措施也能够降低电路的电能损耗。
3.3变频改造DCS控制
①工频运行。在工频方式下凝泵运行的凝泵，要求控制逻辑以过去的水调节阀控制除氧器的水位作为前提，在此之上再增加到三冲量调节方式，分别为凝结水母管压力调节方式、水位调节方式以及除氧器流量调节方式。当其中1台水泵变频正常运行时，能够联合启动另1台工频泵，为了防止水位发生过大的波动，可以通过启动1个控制逻辑将上水调节阀开度迅速降低，以匹配当前运行时机组负荷的凝结水流量大小。②变频运行。据实验数据显示以及相关材料证明，凝结水在流动过程中水流量和压力之间是存在联系的，流量可以通过压力来实现间接控制，此外，压力也可以通过流量实现间接控制。当调节阀开度没有发生变化时，水泵的压力以及出口流量可以通过改变水泵的转速进行改变。③凝结水压力的制定。改造完成凝结水泵之后，为了拥有较高的经济效益和较好的节能效果，设计师定然会通过降低凝结水的压力运行。然而通常的要达到正常的运行，凝结水不仅有提供除氧器供水的重任，还需要给其他的系统设备提供水资源。因而笔者可以认为，变频改造完成之后，凝结水需要根据每个设备的最底可执行安全范围制定，确保在范围内每一个仪器都可以正常工作，不会出现仪器故障导致的系统暂停或损坏问题。
3.4变频器在泵上的节能应用
在选煤厂的水泵流量控制上可分为阀门调节以及挡板调节两大方面。若采用阀门调节，系统压力P数值将会变大，会对泵体与阀门的密封性带来不良影响，如果长此以往，还会破坏泵体与阀门的密封性，给选煤厂带来不必要的损失。如果采取调节转速的方式实现流量的控制，系统所受的压力P将会随着泵的转速下降而下降，不会给泵体与阀门的密封性带来不利影响。通过分析大量的现场数据发现，当选煤厂的工艺环节要求水泵流量从百分百降低一半时，在理论上，调节转速所消耗的功率比调节阀门的功率少75%以上。通过调节转速的方法控制泵水量，不仅节能还能够明显改善设备运行工况。
结束语
综上所述，高压大功率变频调速系统技术的应用，不仅能够保障机组运行的安全，还可以使得设备寿命有效增加，设备可使用的时间越长，所获得的经济效益越高。本文所述的变频供电改造，投资费用低廉，施工周期短，在一年的短工期之中就可以收回所投资的成本，在接下来的长时间之中可以得到客观的经济回报。通过改造提高了设备的寿命与使用安全性能，减少对电网的压力，提高电压的稳定性，这个技术的成熟试用各个行业，希望未来这技术的发展，能够带给我国电力事业更大的贡献。
参考文献
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论文作者:曾亚雯
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/8
标签：变频器论文; 水泵论文; 电厂论文; 功率论文; 节能论文; 高压论文; 凝结水论文; 《电力设备》2019年第4期论文;