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【摘 要】本文詳細分析了高壓變頻器的節電原理、技術特點，並結合凝結水泵的工藝特點做了節能評估。
【關鍵詞】高壓變頻器 凝結水泵 節能
一、前言
shandongliaochengredianyouxiangongsiweiyushandongshengxibudeliaochengshi，gaishishishandongshengxinjueqidexibugongyechengshi，dichujihantieluhejingjiutieludejiaohuichu，jinjinianlaifazhanxunsu。liaochengredianyouxiangongsimuqianyou8台機組，總裝機容量為1280MW。為響應國家節能降耗的政策，根據設備的實際運行工況，擬對兩台300MW機組的凝結水泵進行高壓變頻節能改造。
| 設備名稱 |
電機型號 |
製造廠 |
功率 |
額定電壓 |
額定電流 |
額定轉速 |
水泵型號 |
流量 |
揚程 |
製造廠 |
| 凝泵 |
YLKK500-4 |
上海電機廠 |
900kW |
6kV |
103.3A |
1480rpm |
NLT350-400*6 |
847m3/h |
288m |
上海凱士比泵有限公司 |
二、變頻調速的節能原理
1．異步電動機的轉速公式如下：
n＝（60f/P）×（1－S） r/min ……①
式中：n――電動機轉速；
f――電動機定子供電頻率；
P――電動機極對數；
S――電動機轉差率。
由上式可知，在電動機極對數、zhuanchalvbubiandeqingkuangxia，diandongjizhuansuyugongdianpinlvchengxianxingguanxi。lingwai，citongmiduheshuchulijushidiandongjibixubaozhengdelianggeguanjianzhibiao，juedingyudingzigongdiandianyahepinlvdebizhiU/f，又因交流電機成立以下電磁關係式：
E=4.44fwΦ……②
式中：E-電機電動勢，f-定子頻率，W-繞組係數，Φ-氣隙主磁通
對異步機調速時，希望主磁通Φ恒定（Φ太小，鐵磁材料利用不充分，同樣電流產生的轉矩小；Φ太(tai)大(da)，由(you)於(yu)鐵(tie)磁(ci)材(cai)料(liao)的(de)飽(bao)和(he)特(te)性(xing)，定(ding)子(zi)電(dian)流(liu)中(zhong)激(ji)磁(ci)電(dian)流(liu)分(fen)量(liang)加(jia)大(da)，同(tong)樣(yang)電(dian)流(liu)負(fu)荷(he)情(qing)況(kuang)下(xia)，相(xiang)應(ying)轉(zhuan)矩(ju)電(dian)流(liu)分(fen)量(liang)將(jiang)減(jian)小(xiao)，電(dian)機(ji)負(fu)載(zai)能(neng)力(li)也(ye)下(xia)降(jiang)）。由式中看出，隻要保持E/f為常數，Φ就基本恒定。同樣電流情況下，就能產生相同的轉矩，實現恒轉矩調速。
由於E難於直接檢測，當頻率較高時，電機的電壓也高，定子漏阻抗壓降可以忽略，可近似認為E=U（U為電機端電壓），控製U/f恒定即可，因此，電動機調速過程中，在降低頻率同時，還要降低供電電壓，這就需要變頻裝置實現頻率與電壓協調控製。
當凝結水泵水壓、流量需要調節時，傳統的方法是： 通過調節閥門或啟停電機來實現，損耗隨之增大，同時降低了水泵的總效率，由此而引起的電能損失是相當可觀的。
當采用變頻調速時，可以按需要升降電機轉速，改變水泵的性能曲線，使水泵的額定參數滿足工藝要求，根據風機、水泵的相似定律，變速前後流量、水壓、功率與轉速之間關係為：
Q1/Q2=n1/n2
H1/H2=（n1/n2）2
P1/P2=（n1/n2）3
Q 、H、P―水泵流量、水壓、軸功率；
假如轉速由額定50Hz降至35Hz，即：n2/n1=0.7，則P2/P1=0.34，可ke見jian降jiang低di轉zhuan速su能neng大da大da降jiang低di軸zhou功gong率lv，因yin高gao壓ya變bian頻pin器qi的de效xiao率lv較jiao高gao，高gao壓ya變bian頻pin器qi自zi身shen的de功gong耗hao很hen低di，而er電dian動dong機ji因yin轉zhuan速su下xia降jiang引yin起qi的de電dian機ji效xiao率lv下xia降jiang在zai50%轉速以上時是不明顯的；另外，在滿足操作要求的前提下，水泵轉速降低不會導致水泵效率降低（電機輸出力矩不變）。根據以上分析認為，凝泵變頻調速總的節能效果比較顯著。
2．HARSVERT-A高壓變頻器的原理
（1）北京利德華福電氣技術有限公司生產的HARSVERT-A係列高壓變頻器屬於“高-高”電壓源型高壓變頻器，由移相變壓器、功率單元和控製器組成，典型結構如圖1所示，以5極串聯為例。
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| 圖1：高壓變頻調速係統結構圖 |  （2）變頻調速係統控製方案
①高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)器(qi)直(zhi)接(jie)與(yu)電(dian)機(ji)連(lian)接(jie)，變(bian)頻(pin)拖(tuo)動(dong)方(fang)式(shi)為(wei)一(yi)拖(tuo)一(yi)，設(she)有(you)工(gong)頻(pin)旁(pang)路(lu)。由(you)變(bian)頻(pin)運(yun)行(xing)方(fang)式(shi)轉(zhuan)換(huan)到(dao)工(gong)頻(pin)運(yun)行(xing)方(fang)式(shi)時(shi)，采(cai)用(yong)手(shou)動(dong)切(qie)換(huan)，電(dian)動(dong)機(ji)可(ke)不(bu)通(tong)過(guo)高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)器(qi)而(er)經(jing)過(guo)旁(pang)路(lu)直(zhi)接(jie)啟(qi)動(dong)。
②高壓變頻器具有遠程和本機控製功能。本機控製時通過高壓變頻器控製櫃上觸摸屏可就地人工啟動、停止高壓變頻器，以及調整電機轉速、頻率；遠程控製放在DCS控製室，由操作工操作控製，可以隨時了解設備的運行情況，通過DCS操作台可實現對高壓變頻器進行簡單的遠方操作。
③一拖一手動旁路櫃具體主回路控製方式如下：
基本原理：它是由3個高壓隔離開關QS1、QS2和QS3組成（如圖2）。要求QS2和QS3不能同時閉合，在機械上實現互鎖。變頻運行時，QS1和QS2閉合，QS3斷開；工頻運行時，QS3閉合，QS1和QS2斷開。
優點:在檢修高壓變頻器時，有明顯斷電點，能夠保證人身安全，同時也可手動使負載投入工頻電網運行；造價低等。
三、凝結水泵的運行工況
zaiqilunjidiyagangneizuogongdezhengqizaikonglengdaolengqueningjiezhihou，jizhongzainingjieshuixiangzhong，ningjieshuixitongdezuoyongshitongguoningjieshuibengjishidebaningjieshuisongzhichuyangqizhong，weichichuyangqishuiweipingheng。yincibaozhengningjieshuibenglianxu、穩定運行是保障電廠發電機組安全、經濟生產的重要環節之一。
我(wo)廠(chang)在(zai)沒(mei)有(you)使(shi)用(yong)高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)器(qi)之(zhi)前(qian)，凝(ning)汽(qi)器(qi)內(nei)的(de)水(shui)位(wei)調(tiao)整(zheng)是(shi)通(tong)過(guo)改(gai)變(bian)凝(ning)結(jie)水(shui)泵(beng)出(chu)口(kou)閥(fa)門(men)的(de)開(kai)度(du)調(tiao)節(jie)的(de)，線(xian)性(xing)度(du)差(cha)，大(da)量(liang)能(neng)量(liang)在(zai)閥(fa)門(men)上(shang)損(sun)耗(hao)。同(tong)時(shi)由(you)於(yu)頻(pin)繁(fan)的(de)對(dui)閥(fa)門(men)進(jin)行(xing)操(cao)作(zuo)，導(dao)致(zhi)閥(fa)門(men)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)下(xia)降(jiang)，影(ying)響(xiang)機(ji)組(zu)的(de)穩(wen)定(ding)運(yun)行(xing)。
使shi用yong高gao壓ya變bian頻pin器qi後hou，凝ning結jie水shui泵beng出chu口kou閥fa門men基ji本ben不bu需xu要yao調tiao整zheng，閥fa門men開kai度du保bao持chi在zai一yi個ge比bi較jiao大da的de範fan圍wei內nei，通tong過guo調tiao節jie高gao壓ya變bian頻pin器qi的de輸shu出chu頻pin率lv改gai變bian電dian機ji的de轉zhuan速su，達da到dao調tiao節jie出chu口kou流liu量liang的de目mu的de，滿man足zu運yun行xing工gong況kuang的de要yao求qiu。
凝結水係統如圖3所示。
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| 圖3：凝結水係統圖 | 四、凝結水泵使用高壓變頻器後的效益分析
1．節約廠用電效果顯著，下麵是部分運行數據，對本機改造前後的電流做一個縱向比較，可以發現電流減小許多。
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機組負荷
（MW） |
150 |
160 |
170 |
180 |
190 |
200 |
210 |
220 |
230 |
240 |
250 |
260 |
270 |
280 |
290 |
300 |
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凝泵電流
（改造前） |
82 |
82 |
81 |
82 |
82 |
82 |
84 |
84 |
85 |
86 |
87 |
88 |
88 |
90 |
91 |
93 |
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凝泵電流
（改造後） |
19 |
19 |
24 |
24 |
25 |
31 |
32 |
29 |
32 |
38 |
40 |
42 |
50 |
52 |
55 |
60 |
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降低電流A |
63 |
63 |
57 |
58 |
57 |
51 |
52 |
55 |
53 |
48 |
47 |
46 |
38 |
38 |
36 |
33 |
2．下麵是某月的電能統計，做一個同類機組的橫向比較
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機組 |
發電量萬kW・h |
凝泵用電量kW・h |
凝泵用電/發電量 |
節約電量kW・h |
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＃7 機（工頻） |
19116.6 |
646200 |
0.34％ |
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＃7 機（變頻） |
19371.6 |
411300 |
0.21％ |
234900 |
五、結論
通過對山東聊城熱電有限公司300MW機組凝結水泵係統的分析論證：caiyonggaoyabianpinqiduiliangtainingjieshuibengjinxingbianpingaizao，gaifamenkaidukongzhiweizhuansutiaojieshiqieshikexingde，nenggouqidaojiangdichangyongdianlvdemude，erqiezaixitongdeanquankekaoxing、設備維護量等方麵具有良好的收益。
參考文獻
[1].高壓變頻調速係統HARSVERT-A係列技術手冊 北京利德華福電氣技術有限公司
[2].高壓變頻器應用資料彙編－電力行業 北京利德華福電氣技術有限公司
作者簡介
李維勇 （1973- ） 男 工程師，山東聊城熱電有限責任公司生產技術部電氣專工，1994年7月畢業於山東工業大學電力工程係，分配至聊城熱電有限公司工作至今，長期從事電力生產和電氣技術管理工作。
張元哲（1973- ） 男 助理工程師 山東聊城熱電有限責任公司調運部電氣運行專工，長期從事電氣運行技術管理工作。
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