论变频器在火力发电厂的应用

摘要：本文以变频器为主要的研究对象，结合了其在火力发电厂中的实际应用情况，分析了变频器的节能优点及其原理，阐述了变频器的应用实例及其特点，讨论了变频器在火力发电厂中应用需注意的问题，明确了变频器在火力发电厂中应用的重要意义。

关键词：变频器；节能；火力发电厂；应用分析

中图分类号：TE08文献标识码： A

我国作为人口大国，节能降耗已经成为我国当前的基本国策，也是国家发展的长远方针。厂用电率作为发电厂的重要考核标准，直接关系到了电厂的企业竞争力和经济效益。选择合适的变频器成为火力发电厂节能降耗工作的首要任务。伴随着机组容量和增加和负荷峰谷的加大，电厂对于机组调峰能力提出了更多更高的要求，设备的故障率也逐渐增多，造成了一定程度的经济损失，为了提升火力发电厂的社会效益、经济效益和环境效益，变频器，开始在我国众多的电厂中得到应用并不断改进。

1.变频器的节能原理

1.1变频节能

各类生产器械在进行配用动力驱动的设计过程中，为了保证可靠性，都会保留一定的富余量，电机无法在满负荷的状态下运行，在达到了动力驱动的要求之外，多余力矩就会增加有效功率的消耗，产生不必要的浪费，我们可以采取在压力偏高状态下降低电机运行速度，是器械在恒压同时能够实现节能。通过变频的方式，是电机转速由N1转变成N2，电机的功率就会适当降低，进而得到立方级节能效果。

1.2动态节能

这是一种在动态中通过调节达到的节能方式。在迅速地适应了负载的变动之后，提供最大效率的电压，在变频调速器的相应软件上设置出5000次每秒的测控功能，使电机输出功率始终保持在高效率的运动状态。

1.3自带软启动节能

电机在全压启动的过程中，由于启动力矩的工作需要，必须从电网当中吸收将近七倍的额定电流，较大的启动电流势必会造成电力的浪费，对电网电压造成比较大的波动损害，进而增加了变损和线损。采用了软启动功能之后，启动电流就能够实现零电机额定电流的使用，有效减少了对于电网的冲击，在节约了电能和电费的同时，降低了启动惯性对电机等设备造成的影响，从一定程度上延长了设备的使用寿命。

2.变频器的实例简介及特点分析

2.1变频器实例简介

我们以某电厂正在应用的变频机为例。其电机型号为YKK800-3-8-W,其中引风机的型号为Y4-2X73,使用的是高压厂变压器容量为40000kVA的交流电源，机组的装机容量为300MW。在安装和投运了变频器之后，原电机可以不加任何改动就直接进行应用，它的变频主回路具备了N+1项备份的功能，并且采用了6级串联的结构形式，36脉冲输入，具备了单模块的旁路功能。在6kv的母线上启动了电机组之后，不会影响到变频器的正常运行。母线上最大的电机启动之后，仍然不会对变频器造成任何影响。

该变频器会输出不引起电机谐振的波形，转矩的脉动不能够低于0.1%。变频器能够自行跳过共振点，电网的电压波动具备了相当强的适应能力，波动的范围一般能够满足满载的输出，在变频器瞬间失去电量之后的五个周期之内，变频器都不会受到任何的影响，并且会自动降低额定电压运行，等到输入的电压恢复了正常之后，又会自动更新频率给定值。

2.2变频器特点分析

变频器一般为模块化的功率单元设计，单元之间能够实现合理互换，每一台变频器都具备了内部的单元旁路，能够保证整个系统在故障状态下正常运行。变频器及其配套的变压器都是采取了强迫风冷的形式，当一台风机发生了故障的状况下，仍然能够满足额定电压的需求，冷却风机电源能够源于变频器本身。

变频器能够为电机提供很多种保护，包括了短路、过流、欠压、过压、接地、过热和缺相等等。能够十分明确地分别输出报警信号的跳闸信号，在接入了电源开关和DCS后，能够保护电路的输出接点高于5毫安。这一系列的保护动作都能够在变频器的职能控制器中完成，并且能够详细地描述出故障时间、故障部位和故障类型。

变频器采用的是数字控制器的控制系统，具备了远方监控和就地监控这两大类方式。在就地监控的方式下，可以通过变频器中设置的液晶人际操作界面来进行人工的变频器启动和停止，能够自由地调整频率和转速，并采用中文设定。

3.变频器在火力发电厂中的实际应用

城镇化发展进程的加快促进了我国的电网发展速度，同时也不断加大了我国机组总装机的容量负担，电网负荷对机组运行状态的影响会造成风机和水泵等设备的损坏，造成严重的浪费。在这种状况下，我们必须采用科学技术来实现节能降耗的目的。

高压交流变频器作为一种新型的调速设备，应用于火力发电厂的运行当中，取得了十分显著的成效。它具备优越的性能和科学的技术，变频调速技术相对于传统的方式，具备了更大的精度，更大程度地提高了电机的使用范围和使用效率，并且这种高科技的变频器具备十分强大的自我保护功能，基本上实现了自动通信，成为了火力发电厂迄今为止最为常用的电机节能方式。

火力发电厂的安全运行势必会对变频设备提出很高的要求，比如说，降低出力能够有效减少设备部分功率的损坏，当机器出现损坏现象或者是失电状况时，变频机也会不受干扰，正常运行，只有满足了这些要求，才能够达到火力发电厂需求的变频器的可靠标准。

4.变频器在应用中须注意的问题

4.1电缆的选择

变频器在连接电动机的过程中，必须要选择合适的电缆。选择电缆一般要注意两点：一方面，必须要深入思考电缆对谐波的影响，只要使用了高压变频器就势必会产生谐波。要结合厂家的实际情况和设备的具体特点来减少谐波。另一方面，如果电动机处于低频运行的状态，尽管降低了输出的功率，同时也会造成变频器输出电压的降低，甚至会造成电流上升，我们必须要结合实际的使用情况，来控制好电缆的选择。

4.2电机的散热

如果应用的是自带风机的电动机，在低压的工作环境下，低于30赫兹的工作频率时，冷却风机就会降低转速，减弱了散热的能力，进而造成电动机过热的现象，当电机低于30赫兹的调速范围时，就要选择自然和独立的冷却方式，或者是在电机设计的过程中，就要选择合适的变频电机。

4.3低电压的保护措施

变频器通常会需要电源支持，输入的电压通常不能够低于变频器承受的范围，变频器通常会要求母线的电压要高于总电压70%左右，否则变频器就必须要重新启动。在当前我国的火力发电厂中，电动机都会设置低电压保护措施，当电压低于了额定电压九秒钟后，就可能会自动断开电动机，并且会自动启动备用的电机。如果遵循了这种保护性的设计，变频器停止工作后，低电压的保护仍然没有出现，九秒之后甚至是更长的时间，很可能会导致电机失电，所以，在工作系统中，应该对变频器和风机等常用设备都进行低电压保护。

4.4经济效益

我国主要采用的变频器设备通常都是外国进口的，价格都比较昂贵。应用变频调速系统，最重要的就是要节能降耗，开展自动化的设备。在实际的操作过程中，每一个火力发电厂都具备不同的厂区情况和经济状况，必须要深入了解好各个影响因素之间的关系，在决定变频器类型的选择以及接线方式的应用。

结束语

变频器在火力发电厂中的应用，实现了显著的节能降耗效果，充分发挥了变频调速设备在电厂中的降耗作用，提高了火力发电厂的设备控制精度，减少了电动机的阀门损坏现象，合理正确的选择变频器，能够有效地满足各类系统在各种运行工况中的需求，确保了火力发电厂长期稳定的运行。

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