发电厂高压变频器选型和存在问题的探讨

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1、发电厂高压变频器选型和存在问题的探讨随着高压变频调速技术日趋成熟。韶关电厂于首先对一台200Mw机组的引风机进行高压变频调速改造试用，结合本厂的实际应用经验，对高压变频器选型与应用时应注意的技术问题进行阐述．同时对实际应用中存在的问题进行了分析。　　　在火力发电厂中，厂用电量约占机组发电量的5％～8％，其中风机、泵类负载的用电量约占厂用电的80％；而这些设备在容量设计和选型上有很大的裕度，采用风门或阀门调节截流能量损失很大，在实际运行中机组负荷也需要调节，在机组调峰运行或负荷率较低的工况下情况更甚。随着能源供需的矛盾日益

2、突出，“厂网分离、竞价上网”政策的实行，更加剧了电厂的成本压力，迫使发电企业实行节能降耗，以增加竞争力。在电机节能方面，变频器有其他调速设备不可比拟的优势，特别是高压变频器的节能效果更为显著，据统计我国风机、泵类进行高压变频改造后节电率可达20％～60％。因此，对火力发电厂的高压辅机进行变频调速改造，可以最大限度地降低厂用电率和发电成本，提高企业的市场竞争力。　　1高压变频器的选型　　　众所周知，高压辅机设备运行的稳定性、可靠性直接影响火力发电机组的安全稳定运行，一旦这些关键辅机设备由于变频器故障而非正常停机，往往会导致

3、机组负荷大幅下降甚至跳机、锅炉熄火等事故。造成的损失是节能效益无法弥补的。因此，电厂辅机在进行高压变频器改造时，对高压变频设备的稳定性、可靠性要求必须排在首位。在高压变频器选型时应关注几个方面。　　1．1高压变频器平均无故障时间　　　高压变频器的指标需要生产厂家从采购、设计、制造、检验、管理等环节加以保证。因此在选型时可以通过收资、调研，选择产品设计技术先进、生产与品质控制严格、设备运行较稳定、用户业绩评价高的产品。　　1．2对环境的适应能力　　评定高压变频器对环境的适应能力主要从以下几个方面考虑：　　a)对电网电压波动

4、的适应能力。当母线上电动机成组自起动、当母线上最大一台电动机组起动时对变频器运行的影响，这与变频器允许的输入电压波动范围参数有关．对于火电机组应保证母线电压跌落30%时变频器不会停机。另外，存母线切换等情况下所造成的母线电压瞬时失电发生后，变频器应具有持续或恢复运行的功能(有些厂家称为“失压再起动功能”)，即在母线电压瞬问降低或消失(如事故切换)时变频器不跳闸或使电机系统惯性运行；当母线电压重新恢复正常后，变频器能根据捕捉到的电动机转速止确调整自身输出，重新拖动电动机运行的功能。在电源瞬间跌落或消失时问不长的情况下，该功

5、能保证变频器所驱动负载的稳定性，减少对机组运行的影响，避免锅炉灭火现象的发生。这一点是在选择重要辅机高压变频器时所必须考虑的问题。　　b)对现场环境的适应能力。高压变频器大多安装于现场辅机附近，灰尘较多，灰尘进人变频柜内会导致绝缘下降或击穿损坏电子元器件；灰尘堵塞滤网造成功率柜散热效果差，易导致功率模块过热失效损坏。有些厂家把空气滤网设计为在运行中可拆换清洗，便于维护。在南方高温、潮湿气候地区，应选择对环境温湿度要求低、系统温升相对低的产品，以保证安全稳定运行。　　1．3对自身小故障的承受能力　　　高压变频器具有单元旁路

6、功能，即某个功率单元出故障时该单元应能够自动退出，整个系统可持续带故障运行，这实际是一种冗余设计技术。此时应注意单元旁路后对变频器带载能力的影响，主要考虑变频装置每相功率单元个数、控制系统的电压补偿。单元串联越多，故障概率越大，单个单元故障对输出能力的影响越小，二者应折中取舍。若采用电压补偿算法、中性点偏移算法可提高系统单元旁路后的带载能力，但此种方法可能带来共模电压等问题，需视电动机绝缘安全等设备具体情况取舍。　　　高压变频器的控制系统电源至关重要，应设计采用多路控制电源供电，多通道互为备用、无扰切换；风扇冷却器的冗余

7、设计也有助于提高系统的抗扰动能力。　　1．4对外部故障的承受能力　　对输入侧的外部故障，如外部电网故障造成母线电压跌落时对高压变频器运行的影响。广东省某电厂机组曾发生过这样的事故：由于外部电网瞬时故障造成厂用电母线电压闪变跌落．导致辅机变频器停机。虽然外部电网的故障很快切除。但由于变频器拖动的重要辅机停运导致机组甩负荷。因此瞬时停电再起动功能应是电厂机组辅机高压变频器提高外部故障承受能力的可靠保证。　　　对输出侧的外部故障．如电缆击穿短路或电动机的单相接地甚至相问短路故障对高压变频器的影响。高压变频器应配置单相接地故障检

8、测功能。根据现场情况选择设定告警或跳闸保护。据统计广东省高压电动机南于绝缘损坏导致的相间短路故障每年平均约20台。虽然相对概率较小，但对于采用过流能力极其有限的电力电子器件的高压变频器．短路电流的冲击对设备的损害是大的，可能导致设备损坏的严重故障。高斥变频器对输出相间短路的承受能力与保护技术是设备选型、保证设备安全应