高压变频器在600MW机组凝结水泵上的应用

发布时间：2022-10-05 10:02 热度：

　　摘要：通过介绍北京利德华福高压变频器在600MW机组的应用，对高压变频器在工作原理、选型、改造方案、节能进行了具体说明，并提出了一些意见和看法，供同行参考和指正。

　　关键词：高压变频器 原理 造型 改造 节能 应用

　　前言

　　高压变频装置以精确的调速性能和优越的节能效果已得到普遍认可，随着近几年高压变频技术日趋成熟，产品质量显著提高，已在电力行业中广泛应用于风机和泵类，节能效果在30%-70%之间，因此高压变频改造是节能降耗、提高经济效益、提高市场竞争力最直接、有效的措施。

　　阜阳华润电厂现有除氧给水系统，是以高压电机恒定转速提供恒定的给水流量，然后再根据机组负荷和除氧器水位的变化，通过除氧器水位调整门进行控制，一部分通过门的开度限制流量，一部分通过凝结水再循环门回流至凝汽器。这种控制方式在节流时损耗大，回流时消耗的能量也白白浪费，因此能量损失高。通过变频改造,凝结水再循环门关闭，除氧器水位调整门和凝泵出口电动门全开，除氧器水位完全通过调节凝泵转速控制，除氧器水位高时降低转速，减小给水量，水位低时增加转速，增大给水量，自动调节，控制精度高，响应快，运行工况稳定，从而避免了节流和再循环时的浪费。另外高压变频器内部大容量滤波电容的存在使“变频器-电动机”组合的功率因数提高，减少了无功损耗，所以节能效果显著，达到降低厂用电目的。

　　一、高压变频器工作原理

　　1、变频器实际是一种可改变电源频率的控制装置。从理论上可知，电机的转速n与供电频率f有以下关系：

　　可见，电机转速和频率成正比，如果不改变电动机极对数，只改变供电的频率，电动机的转速即成正比例改变。

　　2、目前市场上主流高压变频装置多采用多级串联结构，由若干个低压PWM变频功率单元串联的方式实现直接高压输出，即6kV输出电压每相有6个额定电压为570V的功率单元串联而成，输出相电压3450V，线电压达到6kV左右。这种技术是目前高压变频领域应用最广泛、最成熟的技术。

　　功率单元采用“交-直-交”结构，整体采用“高-高”结构，输出电压接近正弦波。输出电压每个电平台阶只有单元直流母线电压大小，所以dv/dt很小，不需要配置专用滤波装置，同时输入电流波形接近正弦波，总的谐波电流失真低于3%，输入功率因数达0.93以上，变频器效率高达96%。另外变频器可以承受30%的电源电压下降而继续运行，变频器的6KV主电源完全失电时，变频器可以在3秒内不停机，再加上采用功率单元旁路技术，提高了变频系统运行的可靠性;

　　二、变频器容量选择

　　1)查询热控DCS历史数据，我公司#2机组负荷在594MW-641MW情况下凝泵电机电流最大为201A，此值为凝泵电机最大实际运行电流(额定226.4A)。因此电动机最大输出有功功率=1.732×6000×201×0.89=1859KW(额定2000KW)

　　2)因变频器是电动机的动力源且内部有大量电子元件，考虑过载、紧急停运、电压波动等特殊工况的影响应至少增加1.05倍的余量，否则会影响有效力矩的输出和过载能力及运行可靠性，因此变频器的功率不应低于1859×1.05=1952KW，已接近额定功率。

　　综上所述，在设备价格优势不明显的情况下，考虑可靠性及匹配性应按照电动机额定功率2000KW来选择变频器，现用型号为北京利得华福HARSVERT-A06/230

　　三、系统改造方案

　　1、 主回路接线方式

　　两台凝结水泵运行时采用一运一备，结合其他电厂运行情况及我公司的具体情况，高压变频器采用“一拖二”的主回路方案。正常运行时变频器拖动一台凝泵运