探讨高压变频器在电厂中的运用

摘 要：本文分析了高压变频器在电厂中的运用现状，并对高压变频器在风机与水泵中的变频作用做了探讨，总结了高压变频器在电厂中的控制运用与软起动应用，以供参考。

关键词：高压变频器 电厂 起动装置

中图分类号：TM621.3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）09（a）-0125-01

目前，高压变频器在电厂中已经得到了广泛的应用。高压变频器的种类繁多，在我国电厂中被广泛采用的是相互串联式的交-直-交高压变频器，此类变频器由控制系统、功率单元及输入移相式变压器三部分构成[1]。控制系统主要包括了主控板及输出输入接口。在主控板中，各功率单元负责传输PWM信号，同时将各功率单元状态的信息返回。功率单元是指变频器的整体实现输出变压变频的基本结构，变频器通过各功率单元实现变压及变频功能。各功率单元可相当于独立的交-直-交变频器，这里的变频器为单相低压型[2]。输入移相式变压器可将电网的侧高压转变成副边多组低压，每一副边绕组采用延边的三角接法对电压进行绕制，各副之间存在相位差。本文就高压变频器在电厂中的运用问题进行了分析，以供参考。

1 高压变频器在电厂中的运用总况分析

高压变频器在电厂中被主要运用在功率较高的电压辅机之上，如循环水泵、凝结水泵、引风机、送风机及灰浆泵。根据其不同的负载，在实际运用当中，分别采取了具体设计方案。如“一拖一”的方式，即一台高压变频器捎带电机的数量也为一台的方式；“一拖二”的方式即为一台高压变频器捎带电机的数量为两台，且不能同时带。“一用一备”中的辅机，比较适用于一拖二的方式；因为当运行辅机被切换至备用时，高压变频器仍维持运行状态，利用变频器的效率也被提高；而当变频器发生故障时及电机在运行过程中发生故障时，一拖二的方式可将其切至其他的辅机继续运行，只是控制系统较为复杂。如辅机一直在运行当中，则适用一拖一的方式，因当辅机停止运行时，变频器也停止运行，变频则是通过组合多个断的路器的方式来实现[3]。

2 电厂中运用高压变频器对风机进行变频改造所具有的优势

2.1 使设备磨损的情况得以减少，使用寿命得以延长

高压变频启动为一种软启动，即使电机的启动方式变为从零转速逐渐升至为起始转速，随后通过高压变频器的增减频率按钮来使电机转速获得改变，避免了启动电机时产生强烈冲击电流，其使用寿命便得以延长。加装了变频调速的装置之后，在大部分的时间中，电动机的转速均在额定的转速之下，有利于减少管路、灰浆泵及风机发生磨损的程度。

2.2 节约能源

电厂在设计风机与泵时，可能会因为一些客观因素的影响，无法预先确定其主要富裕量与参数，因此在多数情况下，会选择流量过大的风机与泵，这些设备的压头过高，常常超出实际需要[4]。但如果在设计时使用变频器以调整频率的方式改变风机与泵运行的参数，并达到改变风量与排灰量的目的；因此，在风机与泵中应用变频器可以将挡板、闸门及节流阀在运行过程中附加的损耗消除，从而节约了能源。

2.3 在风机中运用变频器，能为其稳定运行提供保护措施

在高压变频装置中设有低电压、过电压及过电流的保护装置，其灵敏度较高，可让水位与流量实现负反馈的功能；变频器可通过水位与流量负反馈的信号，对变频装置输出的频率进行控制，以控制风机的转速。调速装置均配备了计算机终端接口，能将标准工业通讯系统与能源系统联系起来，方便实现设备的自动控制。

3 高压变频器运用于电厂的控制工作

近几年，交流变频技术有了较好的发展，尤其是在变频器当中运用矢量控制调速技术，让交流电具备了调速精度高、调速范围宽及动态响应快等先进技术性能，此外，交流电的调速性能已与直流电相差无几。因此，电厂当中运用变频器具有重要的作用，变频器不仅能实现软启动与节能的目的，而且在需要对流量、液位及压力进行精确控制的场合，都需要运用高压变频器。

4 高压变频器的软起动运用

因直接启动交流电机时，会产生较大的电流（通常是额定电流的5～7倍），因此在短时间启动的过程中，阻尼绕组或笼型绕组将要承受较高的机械应力与热应力，而端环及导条在高应力的作用下容易出现疲劳断裂的现象[5]。此外，直接启动交流机时产生的大电流会在绕组的终端部形成较大的电磁力，使得绕组端部发生振动及变形现象，进而磨损绕组绝缘，最终导致绕组绝缘被击穿，失去绝缘作用；大电流也会使铁心发生振动现象，使铁心变得松弛，导致电动机发热。目前，大容量高压交流异步的电动机被广泛运用于电厂当中，但因直接启动电机造成的转子断条与电机烧毁事故却屡屡发生，对安全运行主机设备造成了恶劣影响。因此，对大容量的电机实行软启动的方式，将能使其使用寿命得到有效延长，并将启动时冲击电网的现象减少，保证正常的电力生产。电机在变频的作用下启动，能将转矩快速起动，且启动时平滑，不会出现较强的冲击，因此，使用高压变频器作为电厂软启动的装置，对于电厂的安全运行具有重大作用。

5 结语

综上所述，高压变频器运用于电厂中水泵与风机的变频控制，能变负荷对给水量及送风量进行调节；也能以压力与流量的变化作为调节转速的依据，以达到电能损耗的降低、使用寿命的延长、维护量的减小及节约能源的目的，其不仅能使电厂的生产系统变得更完善，而且也能将电厂的用电率降低，使生产的过程变得更为经济，进而提高电厂的经济效益。同时，在电场中推广运用高压变频器也具有客观的社会效益，因运用高压变频器节约了能源，有利于环境友好型社会的建设。

参考文献

[1] 徐凯.浅谈高压变频器在火电厂的应用[J].科学之友，2011，3（6）：9-10.

[2] 刘杰英.高压变频器在电厂中的应用[J].黑龙江科技信息，2009，5（2）：167-168.

[3] 赵建新，杨为献.高压变频器在电厂中的研究与应用[J].煤矿现代化，2009，23（7）：153-154.

[4] 栗振华.高压变频器在电厂引风机上的应用[J].内蒙古石油化工，2009，16（7）：538-539.

[5] 聊方伦，周平.高压变频器在电厂应用的若干问题探讨[J].华中电力，2012，25（1）：642-643.