高压变频在火力发电中的应用

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1、高压变频在火力发电中的应用高压大功率变频器在火力发电厂的应用及发展前景1引言发电厂既是电能的生产者，又是电能的用户和消费者，我国的发电能源构成中，火电占70%以上，而一般的火电机组，其厂用电一般占发电量的4%-7%，拖动大容量风机、水泵类辅机的高压厂用电动机的耗电量占厂用电的80%左右。由于电力体制改革中厂网分开、竞价上网等事物的出现，电厂的发电煤耗、厂用电率已成为发电厂考核的重要指标，直接关系到电厂的经济效益和企业竞争力。而风机、水泵类辅机的变速调节所起到的节能效果可显著地降低厂用电和发电成本，因此选择合适的高压厂用电动机调速系统成为电厂节能工作的当务之急。

2、随着我国电网的迅速发展，机组总装机容量的增加及负荷峰谷的拉大，对机组的调峰能力要求越来越高，机组运行状态必须根据电网负荷需求变化而不断变化，即使是带基荷的机组，由于种种原因，风机、水泵类辅机及其高压拖动电机，其容量也远远大于实际需求，造成大马拉小车的结果，这两者在客观上都要求辅机能够变速调节工况，以满足电厂的实际生产工艺需求。另据相关资料统计，厂用电动机的故障，约有15%是由启动时的大电流及对绕组上的过大电磁力直接引起的，定子绕组接头开焊、转子鼠笼断条等故障以及辅机和相关设备的许多故障也都与直接启动有关，而调峰运行引起的电机启停次数的增多，更增加了设备的故障率

3、，缩短了检修周期和设备的使用寿命，增加了检修费用和人力成本，由此造成的经济损失也相当可观。显然，为满负荷设计的大型辅机工况调节方法已不适合于新的运行方式，原有的辅机工况调节方法能源浪费严重，且调节特性差，频繁的启停对辅机及拖动电机和电网造成冲击的危害也越来越大，对发电机组的安全经济运行构成了潜在的威胁。而高压交流变频调速技术无论从电机的软启动、宽范围的调速，还是良好的节能效果等，都能很好地满足电厂高压辅机的需求，为发电厂大型辅机工况调节提供了一种安全经济运行的可行方式。高压交流变频调速技术是90年代迅速发展起来的一种新型电力传动调速技术，主要用于高压交流电动机

4、的变频调速，其技术和性能胜过其它任何一种调速方式，变频调速以其显著的节能效益和高效率，高精度，宽范围的调速性能，完善的电力电子保护功能，以及易于实现的自动通信功能，得到了广大电厂用户和市场的认可。在运行的安全可靠、安装使用、维修维护等方面，也可给使用者带来了极大的便利，使之成为电厂采用电机调速节能方式的首选。2电厂高压大功率变频器的应用选择电厂选择高压变频器应从可靠性、经济性和适用性和环保要求等几个方面来考虑。2.1可靠性对高压变频调速系统的可靠性可谓众说纷纭，各厂家在主电路的拓扑结构和功率器件的选择上各有千秋，但总的说来，可从以下几个方面入手:(1)元器件的

5、可靠性。元器件的可靠性是低压强于高压，成熟产品强于不成熟产品。对于相同器件来讲，目前的元器件基本上是全球采购，在品牌上、等级上即可分出高下。(2)主电路构成的可靠性。基于大功率电动机降低输电损耗的要求，电厂大功率电机绝大多数为高压类型，我国设计规范中也有200kw以上电动机宜采用高压类型的规定，电压等级多为6kv，个别热电厂为10kv。变频器实现高压有几种方式，对于高-高方式来讲，功率单元串联的可靠性优于器件的直接串联。对于高-低或高-低-高方式来说，只是高压大功率变频器发展进程中的权宜之计，由于其效率低下，污染严重，技术上的失败，早应退出历史舞台，但有些专家

6、认为应开发1.7kv，2.3kv，3.3kv，4.16kv等级的电机，或者改变现有电机的绕组接线方式，并在变频器前加一台网侧变压器，以适应变频器，无异于削足适履。(3)运行中的可靠性。发电厂为保障发电机组的安全运行，对变频装置有特殊的可靠性要求:少部分功率单元损坏时可以降低出力继续运行;整机故障时可安全地切换到工频运行;瞬时失电或倒闸时变频器不停机;控制单元带有ups电源，380v散热风机电源由变频器自身提供以保证整体安全性等，能否满足上述条件是电厂应用高压变频器在可靠性方面最应当注重的。2.2经济性经济性可以从产品的价格，备品备件及维修服务费用和所带来的经济

7、效益几个方面来讲，目前国产高压大功率变频器经多年的研发和推广，在保证可靠性的前提下，产品化、市场化程度已大大提高，其价格有着明显的优势，备品备件供应充足，价格合理，由于是自主研发和生产，售后服务质量好，效率高，能够最大限度地满足电厂对设备技术服务的要求，减少维护费用，保护用户投资。同时，高压大功率变频器技术上的特点，以及可靠性方面，也可反映出经济性的优劣，比如需加装谐波抑制装置或功率因数补偿装置的设备，其效率必然下降，其可靠性也会下降，运行时间缩短;采用特殊电机的变频器，其电机没有互换性，增加了维修时间;没有部分故障旁路功能、整机故障时不能安全地切换等都可导致

8、高压变频器整体装置的mtbf大大下降，