西门子高压变频器在凝结水系统的应用20101108.doc

西门子高压变频器在凝结水系统的应用 Siemens High-voltage Inverter in Condensate System Application 李 宁华能宁夏大坝发电有限责任公司摘?要公司机组降低厂用电率Abstract ：This paper Introduced Siemens Robicon high-voltage inverter applies in Huaneng Ningxia Dam electricity generation Ltd. 3# condensate pump motor speed control. It improves equipment utilization, reduce generating cost and enhancing the control accuracy, High-pressure test showes that the energy-saving and the motor ‘s operation are all significantly improved, and the power consumption rate reduced greatly. Key Words ：Condensate pump High-voltage inverter nergy-saving 1. 引言 华能宁夏大坝发电有限责任公司总装机容量为4×300MW国产凝汽式汽轮发电机组，每台机组配置两台互为备用的凝结水泵，流量调节采用传统的阀门调节方式。因而存在以下弊端： 1）节流损失大，能量浪费严重；机组调峰时凝泵运行效率大幅度降低； 2）调节频繁易导致阀门和执行机构损坏，设备维护量大； 3）电机经常处于高速运转造成各部件磨损发热； 4）电机工频起动对电网和电机造成较大冲击； 5) 自动化程度低、控制精度差。 为将#3机组凝结水泵进行变频改造，从而省去由于阀门、挡板节流等带来的功率损失，达到节能的目的，提高了发电企业的经济效益。 2．变频器性能的选择 利用变频调节技术无疑要在原有的回路中加装一套变频调节设备，也就是说如该产品性能不好，将增加一个设备故障点,影响机的安全稳定运行，为此变频调节器的性能选择至关重要。我们在选择时除了考虑一些常规的性能指标外，还着重注意了以下几点：设计上是否相对有其特点，选用的元件是否稳定、成熟；产生的谐波分量是否符合有关标准；电源短时中断恢复时对其影响程度；个别元件故障时能保持短时间的运行等功能。目前，市场上高压变频器产品较多，变频调节类型也有多种。在改造前，我们收集、了解了国内一些调节装置的资料，并进行了比较，最后选择了制造的系列高压变频器其主要特点有：1）该装置由移相变压器、功率单元和控制器组成。18个二次绕组，采用延变三角形联结，分成6个不同的相位组，互差10度电角度，形成36脉波的二极管整流电路结构，输入谐波在不用滤波器情况下一般在2%以内，远远小于规定的标准，不会对电网产生影响 2）该装置该装置36脉冲整流方式，通过对IGBT逆变桥进行正弦PWM控制dv/dt幅值小，不必设置输出滤波器，就可以使用原有的普通旧国产异步电机。 4）该装置IGBT功率器件；内部采用绝缘等级极高的干式变压器，绝缘等级为H级，有功率单元旁路手段，在功率单元出现故障时系统能继续工作，不用停机，所以可靠性极高。 2. 高压变频器节能原理简介 对于水泵，由流体动力学理论可以知道，流量与转速的一次方成正比；扭矩与转速二次方成正比；而泵的功率则与转速的三次方成正比。用n、N分别表示转速和功率，脚标“0”均表示额定工况参数。当流量由额定值Q0降至Q时，与额定功率N0比较，采用转速调节的电机的功耗为： 当流量由100％降到70％，则转速相应降到70％，而电机的功耗降到34.3％，即节约电能65.7％。扣除阀门调节时的功耗与额定功耗的差、转速下降引起电机的效率下降等因素，节电效果也是非常显著的。 3. 变频调速改造的凝结泵电气接线图 凝结水泵电机设计时有一定裕量，机组配备二台凝结水泵，一台运行，一台备用。通过对机组凝结水系统和凝结水泵运行方式、动力系统结构的研究分析，提出一拖二工/变频切换控制方案。由于凝结水泵属一用一备运行方式，因此采用一拖二方案可以提高变频设备的利用率，保证系统具有良好的节能效果。具体系统结构原理如图所示：图系统结构原理图?从主回路改造方案看出： 对于变频调速的凝结泵，高压电源经用户开关柜高压开关QF1到刀闸柜，经输入刀闸QS1到高压变频装置，变频装置输出经出线刀闸QS2送至电动机；kV电源还可经旁路刀闸QS3直接起动电动机。进出线刀闸QS和旁路刀闸QS的作用是：一旦变频装置出现故障，即可马上断开进出线刀闸QSQS2A(B)，将变频装