1、引言
交流變頻調速技術是現代化電氣傳動的主要發展方向之一,它不僅調速曲線平滑,調速范圍大,效率高,啟動電流小,運行平穩,而且節能效果良好,是風機、泵類設備的最佳的節能改造技術。實踐證明,驅動風機、水泵的高壓大、中型電動機采用高壓交流變頻器調速改造后,節能效果顯著。
2、設備改造介紹
華能太倉電廠#1機組凝泵1A/1B兩臺凝泵安裝一臺高壓變頻器,采用“一拖二”模式,變頻器控制一臺凝結水泵變頻運行,設置了刀閘柜,一次線路圖如圖1所示。
圖1 凝泵高壓變頻器一次線路圖
工頻與變頻之間均設有連鎖信號。兩臺凝泵的工作狀態為:1A凝泵變頻運行時,KM1和QS2斷開,QS3和KM2接通;1B凝泵工頻備用,當這臺備用泵需投入運行時,QS1接通。1B凝泵變頻運行時,QS1和KM2斷開,QS3和KM1接通;1A凝泵工頻備用,當這臺備用泵需投入運行時,QS2接通。
變頻控制回路設置了多重信號,包括控制信號、報警保護信號、繼電保護連鎖信號,各種信號采用硬接線接入DCS系統,并可根據用戶要求進行擴展,修改控制邏輯來滿足實際工況要求。
[b]3、Diamond-HV高壓變頻器
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3.1 簡介
北京康得新電科技有限公司研制的diamond-HV系列高壓變頻裝置,可滿足用戶對于風機、水泵類機械調速、節能降耗及改善運行工況的要求。該裝置采用新型HV-IGBT元件模塊、多重化輸出技術及模塊化結構設計,與同類產品相比具有顯著的優點。可廣泛應用于電力、冶金、石化、水泥、水處理、采礦、城市建設等行業。
變頻器采用一體化設計,包括旁路柜、變壓器柜、功率柜、控制柜,現場只需連接高壓輸入、高壓輸出、低壓控制電源和控制信號線即可,變頻器系統構成如圖2所示,外形結構圖如圖3所示。
圖2 diamond-HV系列高壓變頻裝置構成
圖3 diamond-HV系列高壓變頻裝置外形結構圖
3.2 主要特點
3.2.1 采用高電壓等級功率器件,元器件少,可靠性高
diamond-HV系列高壓變頻裝置采用移相級聯式多電平逆變技術,優化系統結構、減少了元器件數量、提高了系統可靠性。
它采用最新的3300V HV-IGBT牽引級功率元件,和其他同類高壓變頻器相比,其主要優點有:
(1)元器件數量少,故障點少,可靠性;
(2)單元數量少,體積小,便于安裝;
(3)單元數量少,IGBT數量少(比普通變頻器少40%~50%),在IGBT導通壓降相同的情況下,功率柜功耗降低40~50%,系統發熱量小,環境適應性好;
(4)功率單元為模塊化設計,對于6kV高壓變頻器而言,每一相采用三個功率單元串聯,三相共9單元,每個單元形如抽屜,可方便抽出和互換,其原理結構圖如圖4所示。
圖4 功率單元串聯疊加原理圖
3.2.2 諧波小
采用優化SPWM技術,進一步減少諧波含量;
輸入電流諧波含量為0.52%,小于1%;
輸出電壓諧波含量為2.33%,小于3%。
3.2.3 境適應性好
采用強迫風冷設備,在室溫小于40℃時,可以不加其它輔助冷卻設施。
3.2.4 安全性高
全部單元外殼安全接地,可保障運行及維護人員人身安全。
3.2.5 單元驅動獨立供電,具備低壓調試功能
功率驅動采用本機和外供電源雙回路控制(同類產品必須在高壓送電才能做同等試驗),故可以在低壓狀態下測試整機輸出狀態即空載調試。
4、節能效果
變頻器試運行期間,記錄了#1、#2機組運行的數據。
附表 #1、#2機組運行數據
根據電廠運行經驗,1#機組凝泵變頻基本運行在40~45 Hz左右,通過附表的數據計算,節能空間在40~50%左右,節能效果顯著。
5、結束語
高壓大功率變頻器為發電廠大型輔機設備調速提供了一種經濟可行的運行方式,其優良的性能和巨大的節能效益,使得其在電廠具有廣闊的應用前景!