6 kV高壓電機(jī)的節(jié)能改造分析

令曉偉

摘要：闡述了高壓電機(jī)節(jié)能改造的重要意義，并在此基礎(chǔ)上對(duì)6 kV高壓電機(jī)變頻節(jié)能改造進(jìn)行研究，期望為降低高壓電機(jī)的整體能耗提供幫助。

關(guān)鍵詞：6 kV；高壓；電機(jī)；節(jié)能

中圖分類號(hào)：TM621文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095－6835（2014）08－0028－02

1高壓電機(jī)節(jié)能改造的重要意義

近年來(lái)，我國(guó)大部分汽機(jī)水泵和鍋爐風(fēng)機(jī)都采用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，且以交流電動(dòng)機(jī)直接拖動(dòng)為主，采取恒速運(yùn)行方式。在電網(wǎng)調(diào)峰期間，交流電動(dòng)機(jī)處于低負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行，使資源浪費(fèi)現(xiàn)象較為嚴(yán)重。為此，對(duì)6 kV高壓電機(jī)進(jìn)行變頻改造是十分必要的，主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面。

1.1適應(yīng)電網(wǎng)調(diào)峰要求

變頻調(diào)節(jié)電機(jī)的啟動(dòng)電流較小，在啟動(dòng)時(shí)既可以避免對(duì)用電系統(tǒng)造成影響，保證機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，又可以減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，維護(hù)電網(wǎng)安全運(yùn)行；同時(shí)，還能夠滿足電網(wǎng)調(diào)峰狀態(tài)下的低負(fù)荷運(yùn)行要求，與電力市場(chǎng)的發(fā)展相適應(yīng)。

1.2提高經(jīng)濟(jì)效益

在6 kV高壓電機(jī)中，采取變頻調(diào)節(jié)技術(shù)能夠大幅度減少輔機(jī)的耗電量，特別對(duì)于低負(fù)荷狀態(tài)而言，變頻運(yùn)行具備良好的節(jié)電效果，有利于降低發(fā)電成本和用電率，在節(jié)約能源的同時(shí)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化的目標(biāo)。

1.3降低設(shè)備維護(hù)費(fèi)用

實(shí)施變頻節(jié)能改造后，優(yōu)化了電機(jī)運(yùn)行特性，提高了機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，使機(jī)組始終處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)。尤其在低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，具備擋板操作少、磨損小和節(jié)流損失小等優(yōu)勢(shì)，有利于減少設(shè)備維護(hù)費(fèi)用，避免因停機(jī)檢修造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

1.4延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命

采用變頻調(diào)節(jié)技術(shù)，通過(guò)軟啟動(dòng)電機(jī)可以有效降低電機(jī)啟動(dòng)電流，避免因啟動(dòng)電流過(guò)大對(duì)電機(jī)本身造成強(qiáng)烈沖擊。同時(shí)，變頻技術(shù)還可以避免輔機(jī)因頻繁調(diào)節(jié)造成管道、閥門擋板過(guò)早損壞，延緩水泵葉輪、風(fēng)機(jī)的磨損程度，減輕運(yùn)行產(chǎn)生的噪聲，從而延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

26 kV高壓電機(jī)變頻節(jié)能改造研究

2.1變頻控制節(jié)能的基本原理

高壓電機(jī)的變頻控制器屬于一種電能控制裝置，它的基本原理是利用電力半導(dǎo)體的連通和斷開(kāi)將工頻電源轉(zhuǎn)換成為另一種頻率的電能，包括整流、濾波、再次整流、制動(dòng)和驅(qū)動(dòng)等環(huán)節(jié)。由于高壓電機(jī)的極數(shù)具有非連續(xù)的特點(diǎn)，通常為2的倍數(shù)，如果單方面對(duì)極數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，則很難實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制的目的。但由于對(duì)電源頻率的調(diào)節(jié)是在電機(jī)之外進(jìn)行的，并在調(diào)節(jié)后重新對(duì)電機(jī)進(jìn)行供電，所以可以與轉(zhuǎn)速之間形成正比例關(guān)系，換言之，利用變頻器可以使高壓電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到自由控制的目標(biāo)。由此可見(jiàn)，可以選擇變頻裝置對(duì)高壓電機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造。必須闡明的一點(diǎn)是，如果只改變電源頻率而不對(duì)電壓進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，那么極有可能引起電機(jī)燒損。因此，在改變電源頻率的同時(shí)，必須對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)整。

通常情況下，在工頻電源輸入的過(guò)程中，啟動(dòng)和加速?zèng)_擊的電流都非常大，一般會(huì)達(dá)到額定值的7倍以上；而采用變頻控制器后，啟動(dòng)和沖擊電流會(huì)明顯降低，約為額定值的1.3～1.5倍，這不僅進(jìn)一步降低了能耗，而且還有效延長(zhǎng)了高壓電機(jī)的使用壽命。當(dāng)6 kV高壓電機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)快時(shí)，泵類和風(fēng)機(jī)的輸出流量也會(huì)隨之增大。由于電機(jī)輸出壓力與其轉(zhuǎn)速平方成正比，消耗功率與其轉(zhuǎn)速三次方成正比，所以在輸出流量降低1/10時(shí)，會(huì)使電機(jī)消耗功率降低1/3.變頻節(jié)能改造，不僅優(yōu)化了電機(jī)的轉(zhuǎn)速，減少了泵類和風(fēng)機(jī)的輸出流量，而且還能夠?qū)㈤y門或擋板開(kāi)度調(diào)節(jié)到最大值，進(jìn)而通過(guò)降低中介環(huán)節(jié)的能量消耗實(shí)現(xiàn)能源的高效利用。

由此可見(jiàn)，變頻節(jié)能改造是通過(guò)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)達(dá)到節(jié)能目的的。當(dāng)高壓電機(jī)采取變頻調(diào)節(jié)技術(shù)后，可在負(fù)載與電機(jī)轉(zhuǎn)軸之間建立直接的聯(lián)系，由變頻器對(duì)電機(jī)供電實(shí)施直接控制，不需要外部電源進(jìn)行供電。換言之，變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高壓電機(jī)的無(wú)級(jí)變速，能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)的節(jié)能需求。

2.2高壓電機(jī)變頻節(jié)能改造實(shí)例

某電廠的風(fēng)機(jī)在整個(gè)機(jī)組中的能耗較高，通過(guò)研究分析后決定對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻節(jié)能改造，具體的改造要求如下：在對(duì)變頻控制器進(jìn)行選型前，對(duì)電機(jī)的節(jié)能率進(jìn)行估算；不對(duì)原有的控制方式進(jìn)行改變，以免變頻控制器出現(xiàn)故障而影響電機(jī)正常運(yùn)行；改造時(shí)，需要采取相應(yīng)的措施防止變頻控制器輸出產(chǎn)生的諧波對(duì)其他設(shè)備的運(yùn)行造成影響；改造后，應(yīng)當(dāng)確保變頻能夠在25 Hz以上運(yùn)行。

2.2.1變頻控制器選型

針對(duì)上述改造要求，本次節(jié)能改造選用的變頻控制器為高—高結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)輸入電壓為6 kV，輸入頻率為50 Hz；輸出頻率為0～50 Hz，輸出電壓為0～6 kV。

2.2.2采用變頻控制前后的數(shù)據(jù)分析

表1給出了風(fēng)機(jī)變頻控制前后的相關(guān)數(shù)據(jù)比較結(jié)果。

表1變頻改造前后數(shù)據(jù)對(duì)比

項(xiàng)目 改造前 變頻控制后

入口溫度/℃ 56～60 44～50

入口壓力/kPa -9.6～-11.0 -7.5～9.5

出口溫度/℃ 76～80 59～69

出口壓力/kPa 23.8～27.6 21.0～27.6

進(jìn)線電流/A 47.5 27.3

進(jìn)線有功功率/kW 649 470

風(fēng)機(jī)軸平均溫度/℃ 80 66

2.2.3節(jié)能改造效果

在對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻節(jié)能改造后，節(jié)電量達(dá)到30%左右，并且實(shí)現(xiàn)了電機(jī)軟啟動(dòng)，避免了過(guò)強(qiáng)的啟動(dòng)電流對(duì)設(shè)備造成沖擊，從而有利于延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命；采用變頻技術(shù)后，可精確控制風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)量使其滿足生產(chǎn)的實(shí)際需求，達(dá)到節(jié)能的目的。此外，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低了40%左右，大幅度降低了風(fēng)機(jī)管道振動(dòng)頻率，減小振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲，進(jìn)而延長(zhǎng)了電機(jī)軸承的使用壽命，減少電機(jī)故障。

（下轉(zhuǎn)第32頁(yè)）

摘要：闡述了高壓電機(jī)節(jié)能改造的重要意義，并在此基礎(chǔ)上對(duì)6 kV高壓電機(jī)變頻節(jié)能改造進(jìn)行研究，期望為降低高壓電機(jī)的整體能耗提供幫助。

關(guān)鍵詞：6 kV；高壓；電機(jī)；節(jié)能

中圖分類號(hào)：TM621文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095－6835（2014）08－0028－02

1高壓電機(jī)節(jié)能改造的重要意義

近年來(lái)，我國(guó)大部分汽機(jī)水泵和鍋爐風(fēng)機(jī)都采用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，且以交流電動(dòng)機(jī)直接拖動(dòng)為主，采取恒速運(yùn)行方式。在電網(wǎng)調(diào)峰期間，交流電動(dòng)機(jī)處于低負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行，使資源浪費(fèi)現(xiàn)象較為嚴(yán)重。為此，對(duì)6 kV高壓電機(jī)進(jìn)行變頻改造是十分必要的，主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面。

1.1適應(yīng)電網(wǎng)調(diào)峰要求

變頻調(diào)節(jié)電機(jī)的啟動(dòng)電流較小，在啟動(dòng)時(shí)既可以避免對(duì)用電系統(tǒng)造成影響，保證機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，又可以減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，維護(hù)電網(wǎng)安全運(yùn)行；同時(shí)，還能夠滿足電網(wǎng)調(diào)峰狀態(tài)下的低負(fù)荷運(yùn)行要求，與電力市場(chǎng)的發(fā)展相適應(yīng)。

1.2提高經(jīng)濟(jì)效益

在6 kV高壓電機(jī)中，采取變頻調(diào)節(jié)技術(shù)能夠大幅度減少輔機(jī)的耗電量，特別對(duì)于低負(fù)荷狀態(tài)而言，變頻運(yùn)行具備良好的節(jié)電效果，有利于降低發(fā)電成本和用電率，在節(jié)約能源的同時(shí)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化的目標(biāo)。

1.3降低設(shè)備維護(hù)費(fèi)用

實(shí)施變頻節(jié)能改造后，優(yōu)化了電機(jī)運(yùn)行特性，提高了機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，使機(jī)組始終處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)。尤其在低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，具備擋板操作少、磨損小和節(jié)流損失小等優(yōu)勢(shì)，有利于減少設(shè)備維護(hù)費(fèi)用，避免因停機(jī)檢修造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

1.4延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命

采用變頻調(diào)節(jié)技術(shù)，通過(guò)軟啟動(dòng)電機(jī)可以有效降低電機(jī)啟動(dòng)電流，避免因啟動(dòng)電流過(guò)大對(duì)電機(jī)本身造成強(qiáng)烈沖擊。同時(shí)，變頻技術(shù)還可以避免輔機(jī)因頻繁調(diào)節(jié)造成管道、閥門擋板過(guò)早損壞，延緩水泵葉輪、風(fēng)機(jī)的磨損程度，減輕運(yùn)行產(chǎn)生的噪聲，從而延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

26 kV高壓電機(jī)變頻節(jié)能改造研究

2.1變頻控制節(jié)能的基本原理

高壓電機(jī)的變頻控制器屬于一種電能控制裝置，它的基本原理是利用電力半導(dǎo)體的連通和斷開(kāi)將工頻電源轉(zhuǎn)換成為另一種頻率的電能，包括整流、濾波、再次整流、制動(dòng)和驅(qū)動(dòng)等環(huán)節(jié)。由于高壓電機(jī)的極數(shù)具有非連續(xù)的特點(diǎn)，通常為2的倍數(shù)，如果單方面對(duì)極數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，則很難實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制的目的。但由于對(duì)電源頻率的調(diào)節(jié)是在電機(jī)之外進(jìn)行的，并在調(diào)節(jié)后重新對(duì)電機(jī)進(jìn)行供電，所以可以與轉(zhuǎn)速之間形成正比例關(guān)系，換言之，利用變頻器可以使高壓電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到自由控制的目標(biāo)。由此可見(jiàn)，可以選擇變頻裝置對(duì)高壓電機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造。必須闡明的一點(diǎn)是，如果只改變電源頻率而不對(duì)電壓進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，那么極有可能引起電機(jī)燒損。因此，在改變電源頻率的同時(shí)，必須對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)整。

通常情況下，在工頻電源輸入的過(guò)程中，啟動(dòng)和加速?zèng)_擊的電流都非常大，一般會(huì)達(dá)到額定值的7倍以上；而采用變頻控制器后，啟動(dòng)和沖擊電流會(huì)明顯降低，約為額定值的1.3～1.5倍，這不僅進(jìn)一步降低了能耗，而且還有效延長(zhǎng)了高壓電機(jī)的使用壽命。當(dāng)6 kV高壓電機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)快時(shí)，泵類和風(fēng)機(jī)的輸出流量也會(huì)隨之增大。由于電機(jī)輸出壓力與其轉(zhuǎn)速平方成正比，消耗功率與其轉(zhuǎn)速三次方成正比，所以在輸出流量降低1/10時(shí)，會(huì)使電機(jī)消耗功率降低1/3.變頻節(jié)能改造，不僅優(yōu)化了電機(jī)的轉(zhuǎn)速，減少了泵類和風(fēng)機(jī)的輸出流量，而且還能夠?qū)㈤y門或擋板開(kāi)度調(diào)節(jié)到最大值，進(jìn)而通過(guò)降低中介環(huán)節(jié)的能量消耗實(shí)現(xiàn)能源的高效利用。

由此可見(jiàn)，變頻節(jié)能改造是通過(guò)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)達(dá)到節(jié)能目的的。當(dāng)高壓電機(jī)采取變頻調(diào)節(jié)技術(shù)后，可在負(fù)載與電機(jī)轉(zhuǎn)軸之間建立直接的聯(lián)系，由變頻器對(duì)電機(jī)供電實(shí)施直接控制，不需要外部電源進(jìn)行供電。換言之，變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高壓電機(jī)的無(wú)級(jí)變速，能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)的節(jié)能需求。

2.2高壓電機(jī)變頻節(jié)能改造實(shí)例

某電廠的風(fēng)機(jī)在整個(gè)機(jī)組中的能耗較高，通過(guò)研究分析后決定對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻節(jié)能改造，具體的改造要求如下：在對(duì)變頻控制器進(jìn)行選型前，對(duì)電機(jī)的節(jié)能率進(jìn)行估算；不對(duì)原有的控制方式進(jìn)行改變，以免變頻控制器出現(xiàn)故障而影響電機(jī)正常運(yùn)行；改造時(shí)，需要采取相應(yīng)的措施防止變頻控制器輸出產(chǎn)生的諧波對(duì)其他設(shè)備的運(yùn)行造成影響；改造后，應(yīng)當(dāng)確保變頻能夠在25 Hz以上運(yùn)行。

2.2.1變頻控制器選型

針對(duì)上述改造要求，本次節(jié)能改造選用的變頻控制器為高—高結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)輸入電壓為6 kV，輸入頻率為50 Hz；輸出頻率為0～50 Hz，輸出電壓為0～6 kV。

2.2.2采用變頻控制前后的數(shù)據(jù)分析

表1給出了風(fēng)機(jī)變頻控制前后的相關(guān)數(shù)據(jù)比較結(jié)果。

表1變頻改造前后數(shù)據(jù)對(duì)比

項(xiàng)目 改造前 變頻控制后

入口溫度/℃ 56～60 44～50

入口壓力/kPa -9.6～-11.0 -7.5～9.5

出口溫度/℃ 76～80 59～69

出口壓力/kPa 23.8～27.6 21.0～27.6

進(jìn)線電流/A 47.5 27.3

進(jìn)線有功功率/kW 649 470

風(fēng)機(jī)軸平均溫度/℃ 80 66

2.2.3節(jié)能改造效果

在對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻節(jié)能改造后，節(jié)電量達(dá)到30%左右，并且實(shí)現(xiàn)了電機(jī)軟啟動(dòng)，避免了過(guò)強(qiáng)的啟動(dòng)電流對(duì)設(shè)備造成沖擊，從而有利于延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命；采用變頻技術(shù)后，可精確控制風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)量使其滿足生產(chǎn)的實(shí)際需求，達(dá)到節(jié)能的目的。此外，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低了40%左右，大幅度降低了風(fēng)機(jī)管道振動(dòng)頻率，減小振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲，進(jìn)而延長(zhǎng)了電機(jī)軸承的使用壽命，減少電機(jī)故障。

（下轉(zhuǎn)第32頁(yè)）

摘要：闡述了高壓電機(jī)節(jié)能改造的重要意義，并在此基礎(chǔ)上對(duì)6 kV高壓電機(jī)變頻節(jié)能改造進(jìn)行研究，期望為降低高壓電機(jī)的整體能耗提供幫助。

關(guān)鍵詞：6 kV；高壓；電機(jī)；節(jié)能

中圖分類號(hào)：TM621文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095－6835（2014）08－0028－02

1高壓電機(jī)節(jié)能改造的重要意義

近年來(lái)，我國(guó)大部分汽機(jī)水泵和鍋爐風(fēng)機(jī)都采用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，且以交流電動(dòng)機(jī)直接拖動(dòng)為主，采取恒速運(yùn)行方式。在電網(wǎng)調(diào)峰期間，交流電動(dòng)機(jī)處于低負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行，使資源浪費(fèi)現(xiàn)象較為嚴(yán)重。為此，對(duì)6 kV高壓電機(jī)進(jìn)行變頻改造是十分必要的，主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面。

1.1適應(yīng)電網(wǎng)調(diào)峰要求

變頻調(diào)節(jié)電機(jī)的啟動(dòng)電流較小，在啟動(dòng)時(shí)既可以避免對(duì)用電系統(tǒng)造成影響，保證機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，又可以減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，維護(hù)電網(wǎng)安全運(yùn)行；同時(shí)，還能夠滿足電網(wǎng)調(diào)峰狀態(tài)下的低負(fù)荷運(yùn)行要求，與電力市場(chǎng)的發(fā)展相適應(yīng)。

1.2提高經(jīng)濟(jì)效益

在6 kV高壓電機(jī)中，采取變頻調(diào)節(jié)技術(shù)能夠大幅度減少輔機(jī)的耗電量，特別對(duì)于低負(fù)荷狀態(tài)而言，變頻運(yùn)行具備良好的節(jié)電效果，有利于降低發(fā)電成本和用電率，在節(jié)約能源的同時(shí)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化的目標(biāo)。

1.3降低設(shè)備維護(hù)費(fèi)用

實(shí)施變頻節(jié)能改造后，優(yōu)化了電機(jī)運(yùn)行特性，提高了機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，使機(jī)組始終處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)。尤其在低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，具備擋板操作少、磨損小和節(jié)流損失小等優(yōu)勢(shì)，有利于減少設(shè)備維護(hù)費(fèi)用，避免因停機(jī)檢修造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

1.4延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命

采用變頻調(diào)節(jié)技術(shù)，通過(guò)軟啟動(dòng)電機(jī)可以有效降低電機(jī)啟動(dòng)電流，避免因啟動(dòng)電流過(guò)大對(duì)電機(jī)本身造成強(qiáng)烈沖擊。同時(shí)，變頻技術(shù)還可以避免輔機(jī)因頻繁調(diào)節(jié)造成管道、閥門擋板過(guò)早損壞，延緩水泵葉輪、風(fēng)機(jī)的磨損程度，減輕運(yùn)行產(chǎn)生的噪聲，從而延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

26 kV高壓電機(jī)變頻節(jié)能改造研究

2.1變頻控制節(jié)能的基本原理

高壓電機(jī)的變頻控制器屬于一種電能控制裝置，它的基本原理是利用電力半導(dǎo)體的連通和斷開(kāi)將工頻電源轉(zhuǎn)換成為另一種頻率的電能，包括整流、濾波、再次整流、制動(dòng)和驅(qū)動(dòng)等環(huán)節(jié)。由于高壓電機(jī)的極數(shù)具有非連續(xù)的特點(diǎn)，通常為2的倍數(shù)，如果單方面對(duì)極數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，則很難實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制的目的。但由于對(duì)電源頻率的調(diào)節(jié)是在電機(jī)之外進(jìn)行的，并在調(diào)節(jié)后重新對(duì)電機(jī)進(jìn)行供電，所以可以與轉(zhuǎn)速之間形成正比例關(guān)系，換言之，利用變頻器可以使高壓電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到自由控制的目標(biāo)。由此可見(jiàn)，可以選擇變頻裝置對(duì)高壓電機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造。必須闡明的一點(diǎn)是，如果只改變電源頻率而不對(duì)電壓進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，那么極有可能引起電機(jī)燒損。因此，在改變電源頻率的同時(shí)，必須對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)整。

通常情況下，在工頻電源輸入的過(guò)程中，啟動(dòng)和加速?zèng)_擊的電流都非常大，一般會(huì)達(dá)到額定值的7倍以上；而采用變頻控制器后，啟動(dòng)和沖擊電流會(huì)明顯降低，約為額定值的1.3～1.5倍，這不僅進(jìn)一步降低了能耗，而且還有效延長(zhǎng)了高壓電機(jī)的使用壽命。當(dāng)6 kV高壓電機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)快時(shí)，泵類和風(fēng)機(jī)的輸出流量也會(huì)隨之增大。由于電機(jī)輸出壓力與其轉(zhuǎn)速平方成正比，消耗功率與其轉(zhuǎn)速三次方成正比，所以在輸出流量降低1/10時(shí)，會(huì)使電機(jī)消耗功率降低1/3.變頻節(jié)能改造，不僅優(yōu)化了電機(jī)的轉(zhuǎn)速，減少了泵類和風(fēng)機(jī)的輸出流量，而且還能夠?qū)㈤y門或擋板開(kāi)度調(diào)節(jié)到最大值，進(jìn)而通過(guò)降低中介環(huán)節(jié)的能量消耗實(shí)現(xiàn)能源的高效利用。

由此可見(jiàn)，變頻節(jié)能改造是通過(guò)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)達(dá)到節(jié)能目的的。當(dāng)高壓電機(jī)采取變頻調(diào)節(jié)技術(shù)后，可在負(fù)載與電機(jī)轉(zhuǎn)軸之間建立直接的聯(lián)系，由變頻器對(duì)電機(jī)供電實(shí)施直接控制，不需要外部電源進(jìn)行供電。換言之，變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高壓電機(jī)的無(wú)級(jí)變速，能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)的節(jié)能需求。

2.2高壓電機(jī)變頻節(jié)能改造實(shí)例

某電廠的風(fēng)機(jī)在整個(gè)機(jī)組中的能耗較高，通過(guò)研究分析后決定對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻節(jié)能改造，具體的改造要求如下：在對(duì)變頻控制器進(jìn)行選型前，對(duì)電機(jī)的節(jié)能率進(jìn)行估算；不對(duì)原有的控制方式進(jìn)行改變，以免變頻控制器出現(xiàn)故障而影響電機(jī)正常運(yùn)行；改造時(shí)，需要采取相應(yīng)的措施防止變頻控制器輸出產(chǎn)生的諧波對(duì)其他設(shè)備的運(yùn)行造成影響；改造后，應(yīng)當(dāng)確保變頻能夠在25 Hz以上運(yùn)行。

2.2.1變頻控制器選型

針對(duì)上述改造要求，本次節(jié)能改造選用的變頻控制器為高—高結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)輸入電壓為6 kV，輸入頻率為50 Hz；輸出頻率為0～50 Hz，輸出電壓為0～6 kV。

2.2.2采用變頻控制前后的數(shù)據(jù)分析

表1給出了風(fēng)機(jī)變頻控制前后的相關(guān)數(shù)據(jù)比較結(jié)果。

表1變頻改造前后數(shù)據(jù)對(duì)比

項(xiàng)目 改造前 變頻控制后

入口溫度/℃ 56～60 44～50

入口壓力/kPa -9.6～-11.0 -7.5～9.5

出口溫度/℃ 76～80 59～69

出口壓力/kPa 23.8～27.6 21.0～27.6

進(jìn)線電流/A 47.5 27.3

進(jìn)線有功功率/kW 649 470

風(fēng)機(jī)軸平均溫度/℃ 80 66

2.2.3節(jié)能改造效果

在對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻節(jié)能改造后，節(jié)電量達(dá)到30%左右，并且實(shí)現(xiàn)了電機(jī)軟啟動(dòng)，避免了過(guò)強(qiáng)的啟動(dòng)電流對(duì)設(shè)備造成沖擊，從而有利于延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命；采用變頻技術(shù)后，可精確控制風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)量使其滿足生產(chǎn)的實(shí)際需求，達(dá)到節(jié)能的目的。此外，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低了40%左右，大幅度降低了風(fēng)機(jī)管道振動(dòng)頻率，減小振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲，進(jìn)而延長(zhǎng)了電機(jī)軸承的使用壽命，減少電機(jī)故障。

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