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摘要：在我国现代化建设的同时，能源在大量消耗，其中电能更是消耗巨大，无论从居民生活到工业生产都离不开电能的消耗,电能被广泛应用在各个领域。电能在我们的生活中起到重大的作用如何在电厂中实现节能非常重要，电厂节能改造有很多种方法，如水泥浆再利用、电除尘改造、微油点火改造、变频改造等。高压变频器在电厂节能改造中具有重要作用，本文首先分析了高压变频器的工作原理和种类，并针对它的具体运用进行深入分析和探究。
关键词：高压变频器；电厂；节能
一、高压变频器的工作原理和种类
1、高压变频器的工作原理
高压变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换成为频率和幅值都可调节的交流电输出到交流电动机的电能控制装置。随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展，高压大功率变频调速装置不断地成熟起来，高压大功率变频调速装置被广泛地应用于大型矿业生产厂、市政供水、电力能源等行业。
2、高压变频器的种类
高压变频器有很多种类，也有很多分类方法。按中间环节是否有直流部分，分为交交变频器和交直交变频器；按着直流部分的性质，可分为电流型变频器和电压型变频器；按有无中间低压回路，可分为高高变频器和高低高变频器；按着输出电平数，可分为两电平、三电平、五电平及多电平变频器；按着电压等级和用途，可分为通用变频器和高压变频器；按着嵌位方式，可分为二极管嵌位型和电容嵌位型变频器等等。
二、高压变频器在电厂节能改造中的具体运用
电厂中需要节能的设备有很多，如泵类设备、风机类设备、循环水泵电机等，其中泵类、风机类使用高压变频器进行节能效果较好。排粉机和凝结水泵是进行高压变频器改造的重点设备。
1、排粉机属于离心式风机设备，在电厂中发挥着重大作用，以往的老式运行方式造成了大量的能量的浪费，对其进行高压变频调速，可以解决这一问题。主要方式是对排粉机中的高压交流电动机进行调速。具体方法如下。
1.1选择高压变频器。高压变频器有很多种类，我们需要选择的高压变频器应该各项性能综合指标良好。首先要求输出波形稳定、良好；其次要求能够适用于大多数普通电机；再次，对电网的谐波污染性要小；最后，可以实现10kV等级的高压输出。单元串联式多电变频器的性能正好符合这一要求，因此在排粉机节能改造中选用这一种类变频器作为高压变器。
1.2整流电路的选择。高压变频器的交变直流整流电路有很多种。而我们需要的整流电路要具有以下功能，可以根据载荷的变化，对电流可以进行调节，而且为正弦波；可以使电流和电压同相位；可以实现功率因数近似为1。PMW整流电路正好符合这一功能，因此在排粉机节能改造中选用PMW整流电路。
1.3控制策略的选择。高压变频器的控制策略也有很多种，最主要的有三种方式：电动机动态模型矢量控制、无速度传感器的转速闭环转差频率控制、无速度传感器的开环恒压频比控制。它们有各自的特点。电动机动态模型矢量控制：技术先进、成本较高、性能不够稳定；无速度传感器的转速闭环转差频率控制：转矩控制性能差、适用于转速变化缓慢的场合；无速度传感器的开环恒压频比控制：可以实现电机的开环速度控制、对电压和频率量采集方便。综合比较这三种控制方式，无速度传感器的开环恒压频比控制更适合排粉机节能改造。
1.4实现DCS远方控制。对高压变频器、整流电路、控制策略进行选择后，我们需要将高压变频器的各个功能线接入DCS控制系统，以实现高压变频器的调节，可以选择手动调节 ，也可以选择自动调节。本地控制和远程控制均可对变频器进行调速控制。要实现高压变频器调节作用，首先要有变频器设备，将其增加到原有回路中。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在进行远程操作时，操作人员对安装在CRT上的DCS 模拟器进行操作，此输出值为反馈给变频器的标准信号，影响机炉系统的安全运行，对应不同的频率给定值。变频器增加T频旁路装置，充分的保障了系统的可靠性。通过调节DCS 的给定调节电动机的转速实现调节风量的目的。
1.5实现变频器与排粉机高压开关的联锁配合。在电厂锅炉中风机是重要的辅机设备，为了保障其运行的稳定，它的锅炉机组出力要稳定变频器要采用风压闭环调节。变频装置均配置了工频与变频间自动切换功能。变频器正常运行中操作变切工指令或者变频器出故障时，切换过程中当检测到变频器停止输出后，变频器将启动变切工程序，将挡板调节到工频运行时需要的挡板开度，实现变频运行向工频运行的切换。在变频器发生故障时排粉机会停运，会对锅炉产生不利的影响，为了解决这一问题，需要在排粉机回路中增加旁路功能，这一旁路为自动旁路。当发生变频故障时，排粉机自动切换到工频运行；当发生电气故障时，排粉机的高压开关继电保护直接启动。总之，不影响排粉机的工作。
2、凝结水泵属于电厂中泵类设备，在使用过程中需要对其流量和水压进行调节，以往的调节方式浪费巨大，采用高压变频器技术可以实现曲线调节，减少能源消耗。主要方式是对凝结水泵中的电机进行高压变频调速。
2.1选择高压变频器。同排粉机一样，单元串联式多电变频器的性能符合凝结水泵的节能要求，我们选择它作为凝结水泵的高压变频器。
2.2整流电路的选择、控制策略和DCS控制的选择。同排粉机一样，PMW整流电路、无速度传感器的开环恒压频比控制及适用于凝结水泵的节能改造，DCS控制方法同排粉机。
2.3技术方案的选择。使用高压变频器对凝结水泵的调节有两种技术方案：第一种方案是电厂机组连接配备两台凝结水泵，变频器同时对其作用，其中一台变频运行，另一台作为工频备用，实现对凝结水泵的工频、变频的起停操作和运行切换。它的优点是运行方式简单，能同时调节两台凝结泵；切换方便；安全性高。缺点是占地面积大、投资高、价格高。第二种方案是电厂机组各配备一次风机两台、二次风机一台、引风机一台，变频器一台的方式。它的优点是成本小、经济实用。缺点是切换繁琐；运行要求与运行成本存在矛盾；安全系数小。经过综合考虑，凝结水泵的高压变频节能技术方案选用第二种方案。因其存在一些问题，我们需要对其解决后方可使用。
2.3.1在机组配电室室内，加装一台高压变频器，2台旁路刀闸柜，这样可以提高设备使用率。
2.3.2将变频器的调节功能和除氧器水位反馈信号接入DCS系统控制，在DCS系统中通过变频器的手动控制来实现凝结水泵转速和水量的手动控制，通过变频器的自动控制，实现凝结水泵转速和水量的自动控制。
2.3.3将高压变频器中的监视系统、保护系统、联锁信号接入DCS系统，其中包括模拟量的输入和输出，开关量的输入和输出，并在配电室内安装空调对变频器进行冷却。
2.3.4在原有回路当中增加旁路功能，该旁路为自动旁路，在变频器发生故障时，能够有效减少对设备和系统的影响。
结语：通过上述分析，我们了解到高压变频器的工作原理和种类，掌握了高压变频器在电厂节能改造中的具体运用，相信为未进行高压变器频节能的电厂在本文的指导下进行高压变频器器节能后，一定能够像其他电厂一样达到良好的节能效果，电厂的经济在进行高压变频器改造后能源利用率更高，成本更低，所获得的经济效益更高。
参考文献：
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[2]邹方栋．高压变频器在国电蚌埠电厂中的应用［J］．安徽电气工程职业技术学院学报，2010（3）
[3]石志辉．300MW机组凝结水泵变频改造技术方案及节能分析［J］．电气传动，2011（8）
论文作者:胡祥飞
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/6
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