分析變頻調速設備在電廠輔機設備上的應用

王小林

摘要：目前，在電廠輔機設備方面，分析變頻調速所發揮的作用越來越關鍵，如何對該設備進行有效的應用，已經成為當前嚴重的重點內容，為了進一步促進該設備在電廠輔機設備之中有效應用，本文首先對變頻調速系統進行簡要介紹，并分析變頻調速設備在電廠輔機設備之中的具體應用，同時分析了變頻設備存在的優缺點，從而實現變頻調速設備應用的完整研究。

關鍵詞：變頻調速設備;電廠輔機設備;應用;優缺點

現階段，在我國電力裝機之中，火電約占70%，火電廠所使用的輔機設備主要包括給水泵、凝水泵、循環水泵以及風機等能耗比較高的裝置設備，并且這些設備的輸出功率與機組負荷不存在一定關系，只可對擋板或是閥門的開度進行調節，從而使節流損失得以發生。所以應該針對火電機組和主要的電廠輔機設備的能耗節制問題進行研究。隨著電力傳動技術的持續發展，特別是大容量變頻調速系統的成熟發展，為電力生產的實際需求實現了滿足，并且還能夠實現節能降耗的效果，同時還可將設備維護、維修及保養的成本費用降低，所以在電廠輔助設別中應用變頻調速設備具有重要意義，需要對該設備在電廠輔機設備中的應用進行研究。

一、變頻調速系統概述

變頻調速系統一般是由濾波器、控制電路、整流器以及逆變器等元件構成。該系統通常是由變頻器以及控制系統組成，其中，變頻器主要功能是對不可調頻率的交流電源以及電壓切換成可調模式，在變頻器中，逆變器以及整流器屬于其核心元件，主要功能是形成脈寬調制波形，從而將變頻器功率開關進行驅動。變頻控制系統通常是采用微處理器以及PLC通過軟件編程的方式來實現控制的。

二、電廠輔機設備中變頻調速設備的具體應用

變頻調速技術最開始在發電廠中的應用方面為節能控制方面，但伴隨變頻器和變頻器控制系統的性能不斷提高，變頻調速技術在應用范圍方面也不斷的得到了擴大，電廠輔機設備的自動化控制、軟啟動以及轉速控制等方面均需要此類設備完成，目前，該類設備的具體應用包含如下方面：

1、應用于輔助設備節能方面

輔機設備節能在火電機組節能構成中占據較大比例，火電廠所使用的循環水泵、凝水泵、風機等一系列輔機設備在運行過程中需要耗費較多的電能。且因機組負荷會不斷出現變化，需要對水泵以及風機擋板進行調節，從而使輔機設備出力進行調節，這便導致較多節流損失發生。通過變頻調速設備能夠實現對輔機設備進行有效調節，從而實現輔助設備節能。

2、應用于自動化控制方面

現階段，火電廠所使用的輔機設備運行時，因現場實情的變化比較復雜，個別系統會因種種因素的影響，導致需要將各工況下的參數進行調整，從而使參數的穩定性得到提升，通過采用變頻調速設備能夠有效解決此問題。例如，在發電廠循環水泵運行過程中，將變頻調速設備應用其中，能夠對凝汽器運行清潔系數進行實施計算，通過循環重復計算法來對變頻循環水泵在實際工作中的運行方式進行算出。

3、應用于大容量電動機的軟啟動方面

交流電動機在直接啟動的過程中，其啟動電流與額定電流相比大概可達到其5～8倍。在電動機啟動時，采取直接啟動的方式，會導致電動機繞組端部出現強大電流，從而造成強大的電磁力形成，進而導致繞組端部形成變形或者是振動，甚至會導致電動機繞組絕緣被擊穿或是出現機械損傷。在啟動過程中出現的大電流還可能導致電動機鐵芯發生振動，從而造成電動機發熱。除此之外，大容量電動機在直接啟動的情況下會導致電母線電壓有所降低，從而會使其他設備無法正常運行，嚴重情況下還會導致電動機出現低電壓保護。所以火電廠所使用的大容量電動機均實施軟啟動，從而使電動機使用壽命延長，并且還能夠減輕對其他設備造成的不良影響，確保火電生產的安全性。

4、應用于轉速控制方面

變頻調速設備也可廣泛應用于轉速控制之中，例如，發電廠所使用的閉式循環水泵在運行使用時，應該保證對其進行恒壓供水，使用變頻調速設備能夠對此需求進行實現。系統工作原理主要是通過壓力傳感器對供水管道之中的實際壓力進行測量，然后送至信號處理器進行A/D轉化，并通過PLC處理后，同給定壓力對比，然后向信號處理器回傳，同時通過D/A轉化之后，由變頻器控制輸出頻率，從而使電動機轉速實現恒壓控制。

三、變頻調速設備的優缺點

變頻調速設備在應用過程中能夠發揮良好的節能作用，并且還能夠實現自動化控制，但該技術設備也存在一定的缺點，本文該類設備的優缺點做如下分析：

1、變頻調速設備的優點

首先，該設備應用于輔機設備中能夠發揮較好的調節功能和節能效果，例如，在對凝水泵實施變頻改造之后，可節能30%以上;其次，能夠將啟動電流產生的沖擊減少，變頻技術應用于大容量電動機之中，電動機啟動電流會隨著轉速提升而不斷升高，實現了軟啟動，避免直接啟動出現的大電流對鐵芯、電動機繞組、母線電壓造成沖擊;再次，可使設備壽命得以延長，通過應用變頻調速設備，能夠使風機以及泵的轉速降低，從而使軸承產生的噪聲及振動減少，并使這些設備裝置的壽命得到有效延長，使設備維修、維護以及保養的成本費用降低;最后，能夠降低環境污染，發電廠風機和泵完成變頻調節改造后，可有效使設備轉速降低，并使噪聲污染減少，從而使發電廠整體作業環境得到優化。

2、變頻調速設備的缺點

因變頻調速設備之中存在大量的非線性元件，故變頻調速設備會對發電廠電纜系統形成諧波污染，當此類污染出現之后，諧波會導致旋轉電機出現發熱以及功率損耗，且會出現振動，同時也可能導致電能計量出現誤差，甚至可能使電網以及變壓器的損耗增加，可見變頻調速設備的缺點也比較突出。

四、結束語

綜上所述，變頻調速設備在發電廠輔機設備中發揮著重要的作用，能夠有效實現節能降耗，并且能夠提升設備功效以及使用壽命，但因其缺點的存在，該類設備仍需進一步改進，從而全面發揮其作用和效果，最終提升電廠經濟效益。

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