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摘要：高压变频器作为重要的变频调速设备，在许多行业中都得到了广泛的应用，特别是高压变频器的变频节能、功率因数补偿节能及软启动节能等特点，在发电厂中进行应用，成为发电厂生产过程中节能降耗的重要方法。发电厂中的水泵及风机作为耗能量较大的设备，利用高压变频器对其进行改造，能够有效的降低其高能耗的现状，有利于发电厂节能目标的实现。
关键词：发电厂；高压变频器；应用
引言
高压变频器在我国已经有了突飞猛进的发展，由于高压变频器频率范围、动态响应、低频转矩、转差补偿、功率因数、工作效率等方面都具有非常大的优势，因此在众多行业有了广泛的应用，并且在节约能源、改善工艺、提高生产效率等方面发挥了巨大作用，取得了巨大经济效益。但是，高压变频器在在发电厂中的应用还比较有限。随着电力行业改革的不断深化，厂网分开、竞价上网等政策的不断实施，降低厂用电率，降低发电成本提高电价的竞争力，成为各发电厂追求的目标，也为高压变频器的推广应用提供了广阔的空间。
1高压变频器工作原理
当交流用电设备的供电频率发生变化时，与频率成正比的功率将随之发生变化。频率高则功率大；频率低则功率小。所以变频调速装置即变频器就是基于这个原理，将固定频率的交流电变化为频率是连续可调的交流电。根据负荷的变化，通过调整风机、泵类、压缩机等有电设备的输入频率，调整风机、泵类、压缩机的转速，使被控风机、泵类、压缩机的出口流量随负荷的变化而变化。在满足不同负荷需要的情况下，减少用电量的损耗，提高用电率。
近年来，随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，电气传动技术面临着一场革命，即交流调速取代直流调速、计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境，推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速和起制动性能、高效率、高功率因数和节电效果、广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为是最有发展前途的调速方式。
2变频器的选型
2.1确定采用变频的目的，恒压控制或恒流控制等。
2.2确定变频器的负载类型，如叶片泵或容积泵等，特别注意负载的性能曲线，性能曲线决定了应用时的方式方法。
2.3确定变频器与负载的匹配问题。
（1）电压匹配，变频器的额定电压与负载的额定电压相符。
（2）电流匹配，普通的离心泵，变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数，以最大电流确定变频器电流和过载能力。
（3）转矩匹配，这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。
（4）在使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机的电抗小，高次谐波增加导致输出电流值增大。因此用于高速电机的变频器的选型，其容量要稍大于普通电机的选型。
（5）变频器如果要长电缆运行时，此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不足，所以在这样情况下，变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。
3高压变频器在发电厂中的具体应用分析
高压变频器主要应用于发电厂水泵和风机的变频改造、控制工作及软启动，充分的体现出高压变频器的变频控制功能，通过对辅机设备的转速的调节，确保了发电厂能源消耗的降低，设备运行的可靠性和安全性得到了大幅度提升，对提升发电厂经营效益具有非常重要的作用。
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3.1高压变频器在风机上的应用
发电厂生产过程中自身设备需要消耗大量的电能，发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。特别是风机作为发电厂的耗能大户。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，以来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。
3.2高压变频器在凝结水泵中的应用
在火力发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。
3.3高压变频器运用于发电厂的控制工作
随着交流变频技术的快速发展，变频器中矢量控制调速技术的应用效果非常明显。不仅使交流电具备了调速精度度及调速范围广的良好性能，而且提高了交流电动态响应速度，使其达到了直流电的水平。这也使发电厂在运用高压变频器在节能的同时，也实现了对流量、液位及压力等的精确控制，使高压变频器运用范围更为广泛。
3.4高压变频器的软起动运用
因直接启动交流电机时，会产生较大的电流(通常是额定电流的5～7倍)，因此在短时间启动的过程中，阻尼绕组或笼型绕组将要承受较高的机械应力与热应力，而端环及导条在高应力的作用下容易出现疲劳断裂的现象。此外，直接启动交流机时产生的大电流会在绕组的终端部形成较大的电磁力，使得绕组端部发生振动及变形现象，进而磨损绕组绝缘，最终导致绕组绝缘被击穿，失去绝缘作用；大电流也会使铁心发生振动现象，使铁心变得松弛，导致电动机发热。
目前在发电厂中大容量高压交流异步电动机应用十分广泛，这种电动机当采用直接启动方式时，极易导致转子断条或是电机被烧毁的问题发生，而且会对主机设备运行的安全性带来较大的影响。因此对于这类的大容量电机采用软启动方式较为适宜，不仅有利于延长电机的使用寿命，而且在启动过程中不会对电网带来较大的冲击影响，能够确保发电厂生产的正常进行。在变频作用下启动电机，能够快速的带动转矩起动，而且启动过程中具有较好的平滑性，不会有大的冲击产生。因此在发电厂实际生产过程中，往往会应用高压变频器作为发电厂软启动装置，有效的提高了发电厂运行的安全性和可靠性。
4结语
高压变频器在发电厂中进行应用，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，更好的完善了发电厂的生产系统，使发电厂用电率有了明显的降低，确保了发电厂生产过程的经济性，为发电厂经济效益目标的实现奠定了良好的基础。
参考文献:
［1］徐凯.浅谈高压变频器在火电厂的应用[J]科学之友，2011，3(06).
［2］聊方伦，周平．高压变频器在发电厂应用的若干问题探讨[J]华中电力，2012，25(01)．
作者简介：段海春（1984.2.27），性别：男；籍贯：武汉；民族：汉；学历：本科、学士；职称：中级工程师；职务：电气设计师；研究方向：电气工程；单位：武汉都市环保工程技术股份有限公司；
论文作者:段海春
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第7期
论文发表时间:2017/9/7
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