高压电机变频装置在丰镇发电厂的应用
(内蒙古丰镇发电厂，内蒙古 丰镇 012100)
摘 要：文章介绍了内蒙古丰镇发电厂高压电机变频装置 改造及其应用，包括具体改造实施方案及改造后节能效果。
关键词：高压变频；丰镇发电厂；变频器
中图分类号：TM35(226) 文献标识码：A 文章编号 ：1007—6921(2009)11—0109—01
丰镇发电厂装机容量6×200MW。高压电机设计容量在发电机满负荷时留有10％～15％ 的余量。尤其随着内蒙电源建设的加快，年负荷率小于70%，所以厂用电率居高不下，运行 经济性差。
为积极响应节能降耗号召，寻求节能降耗科技技术手段，丰镇发电厂在2008年4月29日完成 了#6机组高压电机变频装置改造。
随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的发展，电气传动技术正经历着比较大的革 新。工业生产领域大量使用的高压感应异步电动机，已经可以进行直接的电子控制，即由原 来的改变其他机械环节的控制方法到直接改变供给的交流电源的频率和幅值的变压变频控制 方法，进行速度调节和位移控制，从而可以提高生产工艺，降低能源消耗。由于高压感应电 动机的耗能比例较大，因而针对它的交流变频调速技术，虽然不如低压系统那么完善，但节 能效益显著。特别是在当今面临能源危机的条件下，节能降耗不仅有近期的直接经济效益， 更有长远的社会效益。
1 变频器的工作原理
中性点箝位的三电平变频器采用新型的集成门极换流晶闸管(IGCT)串联，二极管箝位。此 种变频技术在国内具有完全独立的知识产权，属于国家专利产品。此种变频器在原有的二电 平的基础上增加了零电平，使输出波形更加接近正弦波形，谐波含量相对减少。三电平变频 器主电路相对比较简单，主电路图见图1，主要由移相变压器、24脉波整流器、逆变器和输 出滤波器组成。
整流移相变压器输入部分采用三角型接法，输出四个绕组，采用延边三角型接法，依次移相 15°，构成24脉波整流供电，降低了输入侧电流的谐波含量，网侧功率因数得到较好的改善 ，电网谐波污染小，24脉波整流部分由四组三相不可控整流桥串联而成，减少直流电压中的 纹波含量，提高整流后输出直流电压质量，使输出的直流电压更加平稳。
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2 改造实施方案
基于变频装置安装环境的要求，丰镇发电厂#6机组修建变频配电室，安装了变频装置，并按 要求加装了空调设备。
对2台引风机、2台送风机、电机采用一拖一方式加装变频装置。即每台电机加装一台 变频器；对2台凝升泵电机采用一拖二方式加装变频装置。
2.1 一拖一方式
两台高压变频器带两台风机运行，全变频运行方式下两台风机挡板全开 ，每台风机的运行转速分别由DCS发出控制指令，通过高压变频起逆变输出，控制电动机转 速，达到控制风机转速的目的；每台风机的转速可以在DCS系统中手动加入偏置量微调，以 达到最佳控制；同时取消挡板自动回路，只做大连锁，风机变频转速控制参与大连锁。
2.2 一拖二方式
一台高压变频器带两台凝升泵运行，变频运行方式下凝升泵的阀门开度 全开，凝升泵的运行转速由DCS发出控制指令，通过高压变频起逆变输出，控制电动机转速 ，达到控制凝升泵转速的目的；通过与厂家协商，增加逻辑回路，可以通过除氧器水位自动 调节“凝升泵电机变频”转速。
2.3 工频运行状态
在高压变频器两台停运时，两台风机由两台高压变频器的旁路刀闸切换到工频状态下工频运 行；工频运行方式下的风机使用原有的挡板调节流量。在高压变频器停运时，凝升泵由高压 变频器的旁路刀闸切换到工频状态下工频运行；工频运行方式下的凝升泵使用原有的阀门开 度调节流程。当变频器满负荷运行时仍然不能满足水位调节需求时，变频器发出满载信号给 DCS，DCS自动启动另外一台凝升泵工频运行，同时变频器将接受DCS的信号，逐渐降低输出 频率，以满足水位调节的需要；
2.4 DCS大连锁
①“变频”运行状态，大连锁动作于变频器；②“工频”运行状态，DCS自动将大连锁动作 于“断路器”；③“RB方式”同大连锁。
3 改造后效果
①电机启动平稳，延长了设备的使用寿命；②增强了各台机组运行的稳定性；③降低能耗，使厂用电率大大下降；④减少了运行和检修员工的维护量，节省了设备的维护费用。
4 改造后的经济效益及社会效益
#6机组引风机、送风机、凝升泵从2008年4月29日开始改变频运行，现将#6机组引风机、送 风机、凝升泵改变频前后在相同负荷运行进行对比分析。
5 结束语
①#6机组引、送风机、凝升泵改变频前后在相同负荷120MW进行对比，引、送风机、凝升 泵电流共减少157A。
每小时可节电：1 276kW·h。
每天可节电：3 0624kW·h。
可降低单机发电厂用电1.06%。
②全年#6机组按利用时间4 730h,每小时负荷200MW计算, 全年节约标准煤3 709t。
高压变频器的控制系统和控制技术发展很快，对电机更好性能的控制需要性能更高的主控系 统平台。虽然新一代控制系统的高压变频器首先运用到风机、水泵的变频驱动上，但它比以 前更可靠、更能提高高压变频器的控制性能。
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