大型变频器在发电厂的应用

【摘 要】大型的变频器，作为近年来在发电厂中得到不断的发展和应用的一种技术设备，具有优越的调控性能和经济性能，在我国电厂的集中控制系统中有着很广阔的应用前景。本文介绍了大型变频器的作用及其在发电厂水泵、风机电源这些核心设备中的应用情况，并对其使用中需要注意的问题做了简单的分析和讨论。

【关键词】大型;变频器;发电厂;应用

1、引言

交流变频技术的发展是建立在现代微电子科技成果的基础上逐步引入的新型技术。它不仅仅与传统的直流电机调速技术相比有着明显的优越性，是目前技术水平下最为优越的自动化调控手段。就我国目前的电力行业的整体情况来说，变频器也逐步被越来越多的电力企业集中控制系统所采用，不仅能够有效的降低电力企业对于能源的需求，增强能源的利用率，还可以减少电力企业在设备维护检修方面的投入。然而从笔者实际的工作经验中也可以看出，部分变频设备在电力企业中存在着安装和使用方面的问题，影响了变频器的使用效能。

2、大型变频器的作用

(1)减少了对于电能的需求 在发电厂的大型设备里使用变频器设备能够显著提高设备对于能源的利用效率。据相关的统计结果表明，年发电量为30亿千瓦时的发电机组，如果主要辅机能够使用变频器将可以为电厂节约超过390万千瓦时的电能，换算为人民币为128万元左右。

(2)降低设备的故障率延长设备使用年限 通过变频器改变电机转速特性曲线，有效的避免了应力负载对轴承说造成的影响，从而能够降低轴承出现问题的可能。此外还可以通过降低电机启动时产生的电流冲击。在电机直接启动的情况下，造成的启动电流会明显超过额定电流的要求；在使用电机软启动器的情况下，启动电流也会超过额定电流。而在采用的变频器起动的情况下，启动电流从零开始，随着转速增加而不断提高，产生的最高电流可以限制低于额定电流的规定。因此采用变频启动，能够克服电机启动时出现的大电流冲击的情况，避免了启动电流对电机以及传动装置的电流冲击，大大降低了设备的故障率，减少了设备的维修工作，减轻了日常维修的工作量。

(3)降低噪音 采用了变频器集中调控整体运行情况后，一方面能够有效的降低了泵与风机转速，另一方面还可以大幅度的削减其噪音量。通过研究和实践，在电机转速下降至50％时，电机产生的噪音能够降低十几个分贝，此外还能够避免在电机启闭时发出尖啸声。

3、大型变频器在发电厂主要的应用

3.1在泵与风机调控系统中的应用

对于火力发电站来说，风机、循环水泵等设备系统是不可或缺的一部分，装机容量越大消耗的能量越多。如何将泵与风机使用效率调控到最佳状态，降低这些设备运行中的能量消耗对降低电厂的厂用能源的需求十分重要。

（1）在风机系统中的使用 风机是发电厂重要的辅助设备之一，提高风机的运行效率对降低厂用电量具有重要意义。引风机则是将锅炉燃烧产生的高温烟气经除尘装置后排向烟道的辅机设备，送风机是用来给锅炉燃烧提供空气的辅机设备。实际应用中，通过变频器合理的风力配比，从而控制烟气的含氧量和灰粉可燃物的比例，引风机则用来调整锅炉炉膛负压的稳定。

（2）循环水泵系统中变频器的使用 循环水泵可以向汽轮机组的凝汽系统供应冷却水，是一种重要的辅助设备。机组的运行负荷以及季节性等环境因素的变化，都对冷却水的使用提出了不同需求。为了提升机组运营的经济性，实际操作时通常采用增减水泵运行数量的方式来增大和减少流量。然而我国目前使用最多的方式是通过调节阀改变冷却水流量，这种调控方式使得汽轮机真空度时常会出现波动，无法保证其运行的经济性，此外处于低负荷运行的情况下，将会因为阀门的节流而产生很大的损耗。通过变频调速，能够实现最为经济的运行条件。

3.2在高压电机调控上的使用 变频器的集中调控系统，能够根据用户发出的调控指令，对功率模块输出调控指令同时分析反馈功率模块采集和记录的信息。主控系统通常是由变频器的主调控板以及可编程逻辑控制器这两部分共同组成，因此变频器的主控设备其运行的稳定性也就决定了整个变频器设备的运行稳定性；主控设备的电源应该保证稳定可靠。该变频器调控电源装置为主控系统的输入/输出接口板、主控板、PLC等供电、光纤通讯板；现场调控电源通常是采用双电源供电的形式，交流电和直流电源双重保障。

4、大型变频器实际应用中需要注意的问题

大型的变频器在实际使用的情况下，不仅能够发挥变频器在节能方面的优势，更重要的是要确保变频器运行的稳定性和可靠性。首先在变频器选择时，必须选用质量可靠生产厂家；其次还应该合理的设计，以满足实际使用情况的需要。

（1）使用过程中要注意防尘防潮以及抗震问题 变频器必须安装在环境清洁干燥的位置，设备要保障其密封良好。在变频器工作过程中，自身产生的热了可以利用以保持干燥，所以我们应该注重变频器停止工作后再启动运行的这段时间里，要做好防潮工作。此外震动会引发变频器设备的接触不良问题，因此变频器在布置时必须远离振动频繁的电机设备。

（2）预防雷电压和线路的浪涌电压 变频器可在设计时，接入负荷高的电源母线上，这样能够在遭到雷击时，获得更好的缓冲作用。对于十分核心的变频器集中调控装置，可以设置专门的避雷设施，如安装专门的小型避雷器等。

（3）抗干扰问题 一方面变频器要防止来自外部电磁场干扰，另一方面也要防止自身干扰。采用屏蔽的方法能够有效的应对自外部电磁场干扰。在其安装过程中要仔细分析周围电磁环境，变频器同电源、变压器等设备要保持一定的距离，变频器存放的柜子必须密封，保持良好的接地。变频器装置内部的IGBT高速开关引发高频电磁场，会对其它外部设备造成一定的干扰，因此对于电磁环境要求严格的情况下，应该避免安装大型的变频器。

（4）变频器的散热 变频器对于散热的需求也相应比较高，必须在设备安装位置上加以注意。此外变频器适合在环境温度偏低并且通风条件十分优良的位置上安装。在安装时必须参照设备的额定工作温度，在特殊的条件下，可以适当的增加通风设备。在高温季节中应该定时对对变频器的温度进行检测，就本厂的实际情况而言，在夏季气温高于35度的环境下，变频器由于温度过高容易频繁发生跳闸现象，故障率也相应提高。在特殊情况下往往会采取工频运行的方式。因此一方面我们需要加强在改善变频器使用环境上的投入，另一方面也要注意留心目前变频器的新技术的发展，选择适用温度范围更广，稳定性更好的变频器产品。

结论

综上所述，大型的变频器无论是在电机设备，水泵设备等其他一些核心设备的集中调控上都有着很强的实用价值，能够有效地改善目前电力生产企业的生产运营状况。此外，在变频器安装和使用过程中的问题也必须积极的应对和注重，以更好的发挥变频器的使用效果。在变频技术和自动化控制技术、集中控制和智能化控制技术快速发展的今天，变频器必将在发电厂乃至整个工业生产行业的生产、调控中发挥越来越重要的作用。