摘要：变频调速应用于电厂的电力传动环节，用于控制传动中的能源分配，避免能源消耗过度。目前，电厂朝着智能、自动化的方向发展，为了降低运行能耗，落实变频调速的应用，改进电厂的运行方式，促使其达到节能降耗的目的。变频调速技术为电厂运行提供了节能的保障，实现了节能目标，保障电厂节能运行的积极性。
关键词：变频调速；电厂节能；应用；节能目标
1变频调速技术及其优点分析
变频调速技术是一种基于电力电子的自动化控制技术，其利用单片机、计算机等核心处理器件对电力设备的工作功率进行控制和调整，可以获得比交流电机调速和直流电机调速等调速方式更佳的功率控制效果。基于变频调速技术形成的变频调速器可以与多种电厂生产设备中的电机进行适配，进而调整其电机运转速度，智能控制电机的工作功率。在电厂中，水泵、风机等设备属于高损耗必需设备，这类设备在整个电厂的电量损耗中占据了超过百分之五十的份额，因此，变频调速技术及相关设备在这些设备中的应用是降低电厂能量损耗的关键点。变频调速器的优点在于：通过SPWM控制方法可以对适配设备的电机进行磁场控制，使其工作磁场由旋转磁场转变为圃形磁场，这种磁场具有更小的转矩脉动，因而具有更低的电能损耗。
2变频调速技术的节能原理
2.1变频调速的基本原理
电机的转速与输入功率的关系如下
公式中的n为电机的转速，r/s；s为滑差率；f为电机电源的频率，Hz；p为极对数。一般情况下，感应式的交流电机的旋转速率均近似的由电机的频率以及级数所决定，因为，电机的工作原理最终决定着级数是永恒不变的。由于电机的级数值并不是一个连续的数值，因此，一般的情况下通过改变电机的级数从而改变电机的频率是无法改变电机的运行速度的。但是变频技术确实能够在电机的外部进行相应的调节，最终将调节后的电压提供给电机，这样就起到了对电机进行转速的控制。因此，在进行电厂节能工作时，变频技术是在节能改造过程中的最为重要的技术。
2.2控制节能分析
变频调速在电厂中的控制节能，也是遵循一定的节能原理，随着电厂运行的发展，变频调速的节能转型为自动控制，利用电信号的方式满足变频调速节能的自动化需求，而且自动控制节能的效益高，其可准确地传输变频调速的信号，直接改变电厂机械设备的运行方式，不需要电力人员进行手动更改，具有时效性的优势。
2.3速度调节节能
变频调速在电厂阀门、开关中的应用，发挥速度调节的节能作用，此类节能策略的原理是：变频调速主动改变阀门等的工作方式，合理控制电厂机械设备的参数，通过阀门间接控制电厂运行，而且电厂节能运行中引入了变频调速器，符合电厂阀门等设备的节能需求。近几年，变频调速在电厂速度调节节能中表现出较高的效益，改善了电厂阀门等设备的控制方式，实现高水平的节能控制，确保变频调速在电厂节能中的积极性。
3变频调速器在电厂节能中的应用分析
3.1电厂变频调速节能应用概述
电厂中使用的设备种类和数量众多，其中大部分均能够配合使用变频节能器进行节能调节。以300MW的火力发电机组为例，若电厂能够达到300MW的产能，至少需要分别配置两台引风机和送风机，引风机的电机功率至少要达到2500kW，送风机的电机功率至少要达到1600kW；凝结水泵和再循环风机泵同样需要分别至少配置两台，其中，前者的电机功率不应低于1000kW，后者的电机功率不应低于475kW；除此之外，还应该配备不低于三台的循环水泵以及不低于四台的排粉风机，其中，循环水泵中的电机功率为1100kW，排粉风机中的电机功率为850kW。可见，在电厂中需要使用电机的相关设备众多，并且每种设备的工作能耗均处于较高的状态，但是在实际应用中，每种设备可能不需要达到最高工作功率，只需要根据负载的实际情况进行适当调整即可。这就可以充分发挥变频调速器的功能优势以及性能特点，将其广泛应用在上述设备中进行节能优化和生产工艺优化。
3.2变频调速在风机中的节能应用
变频调速在火电厂风机中表现出明显的节能效益。该火电厂选择了无静压风机，风机运行时的流量，与转速保持正比变化的规律，同时和运行功率存在比例关系，为变频调速的应用提供可靠的条件。例如：该火电厂在风机运行中使用变速调节器，利用变速调节的原理，提升风机运行的节能水平，变频调速器的应用，需要改造火电厂的风机运行，当变频调速器投入到风机运行过程中时，如果火电厂需要风机提供原有能耗的50％，表明风机需要节约50％的能耗。可以调整风机的能量，根据能耗与能量的关系，风机能量调到原来的80％，就能供应相关的能耗，体现变频调速器在风机中的节能降耗，而且变频调速器的节能改造较为便捷，不会对火电厂的运行造成任何影响。
3.3变频调速器在泵机中的应用
泵机系统特性与风机系统特性相反，具有较高的静压值，也就是说在风机中所使用的节能方式并不适用于泵机，此时为达到节能的目的，需要对泵机系统进行高压高频改造，该改造方案的实质在于改变电源的频率，即1.2节中的f1。该应用中，首先对电机绕组中的隔离变压器进行高压分割，然后利用相关器件对分割后的电压进行整流和叠加等操作恢复高压波形，之后将恢复的高压供给泵机系统。这种工作方式不仅能够达到节能的目的，还能够增强系统的可靠性。综合来看，通过该节能改造方法，可以在泵机系统中获得30%~40%的能耗降低。
4变频调速在电厂节能中的效益实现
变频调速是电厂节能中不可缺少的部分，现代电厂运行的过程中，积极推行变频调速节能方式，最大程度地发挥变频调速的节能效益。根据变频调速的应用，分析其在电厂中的节能效益。（1）节能效益。节能效益是指电厂在变频调速的作用下降低了能源消耗量，合理地控制各项设备的能源消耗，防止电厂设备始终保持额定的运行状态，积极推进变频调速在电厂节能中的应用，改善电厂节能运行的效益状态。（2）经济效益。经济效益是指电厂节能中的成本控制，变频调速直接降低电厂运行中的能耗，间接减少了电厂运行中的成本投入，尤其是电能成本。普通电厂经过变频调速节能应用后，电费节约了很多，而且保护了电厂的运行设备，节约了设备更新方面的成本费用，促使变频调速在电厂中显示出高效的经济效益。
5结束语
随着变频器的技术不断地得到改革，变频器的价格也得到了不断地下降，同时在变频器在安装到三相异步电机上的时候已经不需要改变原有的电路结构，因此，在未来的电厂建设过程中，变频器作为一项具有良好的节能效果的仪器在未来一定会得到及其广泛的应用。
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作者简介：
刘向华（1964.03-），男，吉林长春人，单位：华能长春热电厂，研究方向：电气工程及其自动化
论文作者:刘向华
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/24
标签：电厂论文; 节能论文; 变频调速论文; 调速器论文; 电机论文; 风机论文; 设备论文; 《电力设备》2017年第16期论文;