高壓變頻器在電廠的應用及問題分析

史琳蕓

摘 要：高壓變頻器以其節能顯著，在電廠中得到了廣泛的應用，對其進行研究具有一定的實際意義，文章結合具體實例對高壓變頻器在電廠綜合應用方案及常見的問題進行分析，具有一定的借鑒價值。

關鍵詞：高壓變頻器；電廠；問題

高壓變頻器作為重要的變頻調速設備，在電力、石化、礦山、水泥等領域得到了廣泛的應用，特別是其變頻節能、功率因數補償節能和軟啟動節能顯著，為火電生產過程中的節能降耗提供了一種有效的方法。作為火電廠用電量占到70%以上的泵、風機等電耗設備，迫切需要應用高壓變頻器來改變目前火電廠高能耗現狀。雖然目前高壓變頻器電廠節能中已處于經驗積累和實踐應用階段，但各項技術還處于探究階段，存在著一些問題，因此對高壓變頻器在電廠中的相關應用技術進行研究具有一定實際意義，文章主要結合某600MW發電機組實例進行研究探討。

一、高壓變頻器在電廠的應用

某600MW凝汽式發電機組，泵和風機的流量調節采用調節閥門的方式實現，低負荷下減小閥門的開度雖然能夠達到流量要求，但這種方式能耗嚴重。因此，為了響應國家節能政策要求，實現該發電廠節能目標，提高電力企業的市場競爭力，需要充分挖掘發電機組節能潛力，將高壓變頻器應用于鍋爐引送風機、汽機凝結水泵、閉式水泵這些電力設備上。

（1）鍋爐引送風機中高壓變頻器的應用。該機組有A、B兩臺引風機和A、B兩臺送風機。每臺引風機和送風機都配有一臺6kV的高壓電動機，為了實現引送風機的高效節能，決定在6kV電源開關與風機之間加裝高壓變頻器，整套變頻裝置配備自動旁路裝置，采用一臺變頻器拖動一臺風機的自動切換方案，以便變頻器發生故障時可自動切換至工頻運行，保證整個系統運行的持續性和穩定性。（2）汽機凝結水泵中高壓變頻器的應用。該機組配備了A、B兩臺凝結水泵，和風機一樣各配有一臺6kV的高壓電動機。凝結水泵高壓變頻器采用一拖二方式，即A、B兩臺凝泵共用一臺變頻器，每臺凝結水泵都有兩路電源即工頻電源和變頻電源。正常時A凝結水泵變頻運行，B凝結水泵為工頻備用；或B凝結水泵變頻運行，A凝結水泵為工頻備用。變頻器低壓側的兩個開關不能同時運行，同一臺泵的工頻和變頻電源開關也不允許同時運行，它們之間采用開關輔助節點來相互閉鎖。（3）汽機閉式水泵中高壓變頻器的應用。該機組有A、B兩臺閉式水泵，各配有一臺6kV的高壓電動機，僅對一臺泵即B閉式泵應用高壓變頻器，在6kV電源開關與B泵之間加裝變頻器，和鍋爐引送風機中高壓變頻器不同的是，整套變頻裝置配備非自動旁路裝置，用于變頻器檢修時B泵可切至工頻電源。正常時采用B閉式泵變頻運行，A閉式泵工頻備用的運行方式。

通過以上所述在電廠鍋爐引送風機、汽機凝結水泵、閉式水泵三種輔機設備中高壓頻器的應用，工頻運行時，輔機的電流和功率隨負荷變化不大，但變頻運行時，負荷越低，輔機電流越小，消耗的功率越低。即使在機組滿負荷的情況下，輔機消耗的電量仍然比工頻運行采用閥門調節時所耗的電量低，整個機組節能效果明顯，可為類似機組的高壓變頻器節能改造提供參考。要注意的是，變頻器選擇時要考慮中性點漂移、高功率因數、完美的正弦波輸出等參數。

二、高壓變頻器在電廠應用過程中注意的問題

雖然變頻器在火電廠的應用可以帶來較理想的節能效果，整體方案在技術上是可行的，在質量上是可靠的，但在具體的運行過程中，不可避免會受諸多因素的影響而出現各種問題，就筆者總結，上文中各個輔機設備高壓變頻器應用過程中及運行實踐中所遇到的問題主要包括 以下幾個方面。

（1）運行環境問題。在高壓變頻器應用運行過程中，鍋爐引風機變頻器出現模塊超溫報警，查為誤報警，實測溫度正常；還出現引風機變頻器跳閘切為工頻運行，故障信號為模塊溫度高。這兩種現象的產生，除了模塊本身的質量問題外，關鍵還是在于變壓器的運行環境問題，建議更換停機時將易發報警的模塊，安裝功率足夠的制冷空調，將溫度控制在24℃左右，濕度不超過95%，且無結露或水霧，粉塵污染<100um。（2）元件老化問題。凝結水泵變頻器長期運行后，出現電流波動大，產生主板輕故障信號，在處理后重新啟動，又出現重故障報警變頻器跳閘，需要更換該插件恢復正常。這是由于高壓變頻器內部電子化元件如電容等，因長期充放電運行老化所造成的，導致性能不穩定。這就要求保持變頻室合適的環境溫度，同時調節流量或壓力時，調節幅度不能過大，還要定期對變頻器狀態進行評估、完善。（3）電磁干擾的問題。凝結水泵變頻器在運行過程中由于錯誤指令容易出現誤動作或者不動作現象，這屬于變頻器本身的工作原理所產生的電磁干擾問題，可通過對干擾源的判斷和檢測，加裝濾潑器、磁環、電抗器等裝置來削弱甚至是避免干擾。（4）參數設置問題。風機變頻器出現故障跳閘，工頻聯鎖啟動，引起鍋爐風量和壓力的大幅波動，這主要是由于參數設置不合適所導致的，首先切換時將風門聯關至某一合適的位置，然后根據風機性能曲線，風機變頻器運行時調節機構開度設在

85%，實現運行正常。除了以上參數外，速度基準、加減速時間等也要通過多次實驗和正確計算來設定。

結語：高壓變頻器在電廠中的應用目前還處于經驗積累和實踐探索階段，文章結合實例進行了分析，在具體應用過程中，還需以電廠實際狀況為基準，考慮技術可行性、質量可靠性、經濟合理性，綜合性的加以實施，并考慮后期運行過程中的各種問題，保證整個系統的穩定運行。

參考文獻：

[1] 姚金坤.變頻器應用的關鍵路徑[J].電氣時代，2011，（9）.