摘要：随着微电子技术、电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的飞速发展，变频调速已成为现代电气拖动的主要发展方向，在以工频交流电为主的用电场合具有越来越广阔的应用前景。变频器作为交流调速设备，具有优越的连续调频、软启动、高功率因数、完善的保护措施等特性，尤其是高压大功率变频调速装置技术的不断成熟，使得变频器在电机拖动领域得到广泛应用，为生活、工业提供了良好的动力解决方案。
关键词：电厂；变频器；应用
引言
随着微电子技术、电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的飞速发展，变频调速已成为现代电气拖动的主要发展方向，在以工频交流电为主的用电场合具有越来越广阔的应用前景。变频器作为交流调速设备，具有优越的连续调频、软启动、高功率因数、完善的保护措施等特性，尤其是高压大功率变频调速装置技术的不断成熟，使得变频器在电机拖动领域得到广泛应用，为生活、工业提供了良好的动力解决方案。
1变频器的工作原理
变频器主要有变频节能、功率因数补偿、软启动、保护等功能。
1.1变频节能
变频器节能主要表现在泵、风机的应用上。为了保证生产的可靠性，此类设备均按额定运行时有一定的富余量来设计。当电机在工频下运行时，为了实现对泵、风机等设备的流量调节，传统的调节方法是通过调节入口或出口档板、阀门开度来调节流量、风量，造成大量的能量消耗在档板、阀门的节流损失上，大大降低了泵或风机的效率。根据流体力学理论，泵或风机的流量与转速成正比，功率与转速的三次方成正比，因此当转速减少时，电机的能耗以转速的三次方速率下降，由此可见，采用变频调速的电机节能效果显著。
1.2功率因数补偿
电气设备大多是感性设备，需要吸收无功功率来建立磁场，但在电能传输过程中，无功功率的传输却增加了线路损耗和设备发热，更重要的是导致功率因数降低。当采用变频器后，由于变频器的滤波电容的作用，为设备提供了感性无功，减少了线路上无功功率的消耗，达到了功率因数补偿，增加了电网的有功功率传输。
1.3软启动
当电机接在工频电源上由静止状态突然上电，由于存在非常大的转速差，使得电机产生远大于额定电流的启动电流，通常为电机额定电流的6-8倍，尤其是大容量的电动机启动，对电网造成严重的冲击，引起供电电压、电流的大幅波动，同时大的启动电流对电机、回路管道及阀门带来巨大的冲击，影响设备寿命。而采用变频器驱动的电机，由于变频器的线性调速特性，在启动初期，启动电流从零开始逐步增大，较大的转矩输出确保电机能够平稳的启动起来，使电机的启动过程对电网基本上没有冲击，同时也不会对路管道、阀门造成震动等冲击，延长了设备寿命。
1.4保护功能
变频器采用了PLC、DSP等计算机技术，具有良好的人机界面、网络通讯等特点，其优越的运算能力、可编程特点在保护功能上体现得淋漓尽致，如过流、过载、过热、过压、堵转等保护为电机设备提供了完善的保护措施，具有一定的故障检测能力，能够将故障范围缩减到最小，延长了设备使用寿命。
2电厂中变频器的应用
2.1高压变频器在风机上的应用
电厂生产过程中自身设备需要消耗大量的电能，电厂为了实现技术经济指标，则需要有效的降低自身发电设备的用电消耗。特别是风机作为电厂的耗能大户。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在对风机传统的节能措施中，往往是利用对风门及档板进行调节的方法，利用调节风阻还实现对风速及风量的有效控制，会导致大量的功率发生损耗。从根本上并没有达到能耗的降低。因此将高压变频器在风机上进行应用，使用变频调速控制法来有效的降低风机的运行功率。利用这种方法是，需要档板开度处于最大化的状态，然后对电源频率进行改变，以此来实现对风量的调节，降低风量。利用高压变频器来降低运行功率时，会有效的改变风机的风压和风量的曲线，明显的降低风压，能够有效的实现功率损耗的节约。
2.2高压变频器在凝结水泵中的应用
在火力电厂凝结水泵选择时，要确保其能满足机组运行的工况要求并且有一定的冗余量。同时，因负荷峰谷之间的差距较大，往往使电网机组出现低负荷运行的现状。然而水泵也是采用定速运行的方式，往往通过进出口处的阀门来对水量进行相应的调节，使电机出力接近额定工作状态。因此，即使机组低流量、低负荷运行时，电机消耗的功率也会接近额定功率，这就会造成严重的电能浪费，从而也使电机的技术经济性指标受到相应的影响。因此，现在常用高压变频器来对水泵的转速进行控制，使其转速能够进行自动调节，从而使电机的输入功率得到有效的调节，达到了节能的目的。
2.3风机类负载
火电企业的生产过程中，锅炉燃料的燃烧过程受燃料品种、特性、环境、负荷大小等因素的影响，耗氧量也不一样，且这种消耗是一直处于动态的变化中；而锅炉的风机设备均按照额定工况下有一定余量设计，功率非常大，若采用传统的档板调节，将使一部分能量消耗在档板上，造成电能的极大浪费。此类风机负载主要包括送风机、引风机、一次风机、排粉机、乏气风机等设备。当风机采用高低速电机，通过切换电机的接线来改变电机转速，能够起来节能的效果。但由于高低速电机转速固定，在切换瞬间可能造成风压的大幅波动，极大的影响机组安全运行，并且电机只能在预先设定好的两个转速间进行切换，仍然需要通过调节档板进一步完成风量的调节，因此可调节性能较差。而采用变频器来进行调速，可以实现零转速至额定转速的连续调节，其良好的线性调节对风压影响极其微小，同时又减少了机械磨损，延长了设备寿命。目前，在火电企业中，增压风机、引风机等大功率风机多采用高压变频器来达到连续调节和节能的目的。
2.4输煤系统中的应用
在燃煤火电厂中，输煤系统的翻车机、牵车机、推车机、斗轮机等重要负载所需转矩大，要求移动或旋转平稳，并且为正反两个方向频繁换向运动，对可靠性要求较高。利用变频器具有输出转速高精度的特点，变频器转速分辨率一般在0.015~0.5HZ左右可调，完全能够给设备提供稳定的转速输出；若再增加电机转速检测回路，将实际的转速信号反馈回变频器，由开环控制转换为闭环控制，可减小实际转速与给定速度之间的偏差，进一步提高输出的精准度和稳定度。
2.5锅炉链条给煤机上的应用
基于变频器的特点，变频器在工业控制领域得到了全面的应用。在具体的应用过程中，锅炉链条给煤机上的应用具有一定的典型研究意义。锅炉在运行过程中，对煤的需求量是不同的，如何根据实际需要控制链条给煤机，就需要一种可变频的控制器来实现。由于变频器可以根据预定的程序控制给煤的数量，提高给煤机的控制效果。因此，变频器在锅炉链条给煤机上得到了重要的应用。
结束语
高压变频器在电厂中进行应用，通过变频控制功能，有效的实现了对水泵及风机转速的调节，实现了降低电能损耗的目的。同时在高压变频器应用过程中，有效的减少了设备的维护工作量，延长了设备的使用寿命，实现了能源的节约，更好的完善了电厂的生产系统，使电厂用电率有了明显的降低，确保了电厂生产过程的经济性，为电厂经济效益目标的实现奠定了良好的基础。
参考文献：
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论文作者:张锦岩
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/17
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