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高压变频器正在国电某电厂600MW机组一次风机上的运用

作者:佚名  泉源:湖北三环生长股份有限公司    日期:2014-4-18  阅读:

        — 工程技术部  郜学战 —

        跟着电力行业革新的络续深化和生长,低落发电本钱进步上网电价的竞争力,成为各电厂的主要运营义务。低落发电厂的厂用耗电率是发电企业低落发电本钱的主要手腕之一。火电厂机组华夏设想中一次风机是由工频定速机电拖动,正在运转中经由过程改动挡板开度的要领停止调治。一次风机凭据机组的额定容量而设想制造的,只要正在额定工况下才气正在高效区运转,但是正在现实运转中的很少机组能到达额定负荷率,正在如许的状况下工做地区每每皆偏离其高效事情区,装备的运用效力较低,增添了厂用耗电量。为了低落厂用电率,国电某电厂1#炉600MW机组接纳湖北三环变频器(SH-HVF-Y6K/1650)对一次风机的2台机电停止了变频革新。

 

        一、国电某电厂一次风机概略

        该发电厂共有4*#600MW机组,个中1#炉设置2台一次风机,一般时并列运转,一次风机风量调治经由过程调治入口挡板的去实现对炉膛压力的掌握。因为挡板撙节丧失大,运转效力低,并且正在负荷常常转变时调节不实时等多方面缘由致使虚耗了大量电能。一次风机设想流量67m3/s,风机齐压:9.2kPa;转速:1492rpm。

 

一次风机电动机型号参数

型号         AMA500L4A BAYH    

额定功率     1650kW

额定电压     6000V

额定电流     182A

功率因数     0.9

转速         1492 rpm

重量         10550kg

生产厂家     ABB

 

        二、主回路计划

        1机组一次风机机电停止变频调速革新,每台一次风机机电各用一套变频调速装配,变频装配为“一拖一”体式格局,一次风机变频革新主回路计划为了充裕包管体系的可*性,变频器加装工频旁路装配。当变频器非常不克不及一般运转时,机电能够切换到工频运转状况下运转,以包管消费的需求;其原理图以下:

 


        QF为用户侧高压开关柜,由用户供应。断绝刀闸QS1、QS2和真空接触器KM1、KM2、KM3构成工频旁路柜,由供方取变频器配套供应。高压电源经用户开关柜高压开关QF到刀闸柜,经输入断绝刀闸QS1、真空接触器KM1到高压变频装配,变频装配输出经真空接触器KM2、出线刀闸QS2收至电动机;高压电源还可经真空接触器KM3间接起动电动机。

 

        工频旁路柜的感化是:一旦变频装配泛起毛病,便可主动断开KM1、KM2,将变频装配断绝,再主动合上KM3,正在工频电源下起动机电运转。别的经由过程正在近程DCS工作站或变频器触摸屏上手动实现工频启动;当变频器毛病消弭后,无需停下机电,能够间接正在电机工频运转状况下切换到变频运转,即“飞车启动”,实现工频/变频的恣意启动形式。

        KM2、KM3之间有电气互锁,同时QS2取KM3之间经由过程机器闭锁,防备误操纵。机电及用户侧高压断路器QF保存用户原有装备。

 

        三、湖北三环变频器的体系组成

        一次风机变频革新选用湖北三环的SH-HVF-Y6K/1650变频调速器,变频调速体系柜体构成包孕、变压器柜、功率单位柜、和掌握柜、旁路柜四局部构成。18个功率单位,每6个功率单位串连组成一相,每一个功率单位构造上完全一致,能够交换,为根基的交-曲-交单相顺变电路,整流侧为二极管三相齐桥,经由过程对IGBT逆变桥停止正弦PWM掌握。

 

        1、输入侧移相变压器

        输入侧移相变压器将网侧高压变更为副边的多组高压,各副边绕组正在绕制时接纳延边三角接法,相互之间有肯定的相位差。

        移相变压器柜是一台特别构造的干式整流变压器,H级绝缘,体系温度可达180℃。设有三相温度巡检仪,其本边经由过程高压开关柜内的高压断绝刀闸取6kV厂用段相连,而副边绕组则凭据电压品级和变频功率单位的级数分为多组,取功率单位柜内的功率单位衔接,为所有功率单位供电。


        2、功率单位

        功率单位是整台变频器实现变压变频输出的根基单位,整台变频器的变压变频功用是经由过程单个功率单位实现的,每一个功率单位皆相当于一台交-曲-交电压型单相高压变频器。

        功率单位整流侧用二极管三相齐桥停止不控全波整流,中央接纳电解电容滤波和储能,输出侧为4只IGBT构成的H桥。

 

        3、单位串连多电平的输出构造

        变频器输出侧由每一个单位的U、V输出端子互相串接而成星型接法给机电供电,中性点浮空。固然每一个功率单位输出的都是等幅PWM电压波形,但互相间有肯定的相位偏移,经由过程串连叠加,可得到正弦阶梯状PWM波形。

       变频器接纳这类单位串连的构造,使变频器能够实现单位旁路功用(该功用为选件),当某一个单位泛起毛病时,经由过程使功率单位输出端子并联的继电器K闭合,将此单位旁路出体系而不影响其他单位的运转,变频器可持续降额运转,可削减许多场所下忽然停机形成的丧失。

        需求稀奇注重的是,三环高压变频器接纳的是机器旁路体式格局,而海内其他大部分高压变频器厂家接纳的是电气旁路体式格局。三环高压变频器所用的机器旁路体式格局(后简称机器旁路)和其他厂家接纳的电子旁路二者的基础区分以下:

        (1)机器旁路接纳旁路模块去完成旁路,而电气旁路体式格局则每每接纳可控硅/IGBT 等电子元件;

         (2)机器旁路的旁路执行机构是自力的局部,不管毛病单位上驱动板/功率器件/通信光纤等器件怎样破坏,皆不会影响旁路功用,可*性对照下;而电气旁路每每需求由单位驱动板去掌握,当驱动板上任何元件发作题目,皆将使得旁路功用陷于失控的伤害状况,以是电子旁路的可*性差。
 

        4、控制系统

        变频器控制系统吸收用户的掌握指令(启动、停机、慢停、频次给定等),对各功率单位停止触发、封闭、旁路等掌握,使变频器供应响应的频次和电压输出。控制系统借对变频器各部件的状况(如各个功率单位、变压器、风机等)停止监控,供应故障诊断信息,实现毛病的报警和珍爱。

        正在现场运用中,控制系统卖力取现场接口,供应阀门联动、主动调理等现场需求的掌握功用。

为了实现掌握局部和高压局部完整可*断绝,控制器取功率单位之间接纳光纤通信手艺,体系具有极高的安全性,同时具有很好的抗电磁滋扰机能。

       5、变频革新后工艺

        变频革新后,经由过程变频器取DCS的衔接,实现近程掌握,取DCS的接口旌旗灯号以下:

      

 

      一般时,正在控制室凭据生产工艺和负荷调治高压变频器的目的给定频次(经由过程4~20mA旌旗灯号输出到高压变频器)去调治风量。

 

      非常时,即变频器泛起毛病而又没法主动扫除时,变频器能够断开K2和K3,将变频装配断绝,闭合旁路接触器K1,切换工夫不大于5秒,使运转风机正在工频电源下一般运转,以包管消费的平安运转。同时输出毛病旌旗灯号至中控室。

 

       6、革新后经济性剖析

       国电某电厂经由过程对1#炉两台一次风机的变频革新,与得了明显的经济效益,低落了厂用电率,下表为变频前后的耗电对照状况。

 

     

 

  以上为正在差别负荷时的节电率,因为发电机组常常处于变负荷运转状况,由上表数据能够看出,一般负荷节电率为20%阁下,同时变频器正在发电量越低时节电结果越显着。

 

        7、变频革新后直接效益

        正在机组变负荷运转体式格局下,风机接纳高效的变频调速驱动体系庖代通例的定速驱动体系,勤俭大量的撙节消耗,节电效果显著,潜力伟大。

        风机改用变频器后,正在低落风机转速运转的同时,乐音可大幅度天低落,同时消弭了果调治挡板掌握风量而形成的管网内气流杂乱微风量调治不正确,和管网振动和炉膛熄灭不稳等缺点。

 

        运用高压变频器后,风机挡板不需要频仍调解,挡板开度连结正在一个比较大的范围内,经由过程调治变频器的输出频次改动机电的转速,到达调治风量的目标,知足运转工况的要求。风机变频运转后,乐音、振动皆将大为减小。

        因为变频调速驱动体系自己具有硬起动功用,可使电厂风机实现硬起动,制止了因为电动机间接起动引发的电网打击和机器打击,从而能够防备与此有关的一系列变乱的发作。

 

        总结:

        装备自运转以来去,高压变频器所带的1#炉600MW一次风机机电调速机能稳固,节能效果显著。别的因为实现硬启动,制止了机电启动时对电网和机器的打击,电网电压越发稳固,同时机电和风机的使用寿命获得延伸。若是考虑到节约系统维护费的用及体系运转可*性的进步,综合经济效益更高。

 

        汽锅一次风机等风机类装备接纳变频调速手艺实现节能运转是我国节能的一项重点推行手艺,遭到国度当局的广泛正视,理论证实,变频器用于风机类装备驱动掌握场所与得了明显的节电结果,是一种幻想的调速掌握体式格局。既进步了装备效力,又知足了生产工艺要求,而且因而而大大削减了装备保护、维修用度,借低落了停产周期。间接和直接经济效益非常显着,我们以为现在高压变频器正逐渐庖代其他调速体式格局成为起首的运用体式格局让用户承认,跟着高压变频器的大规模运用,性价比不断提高,终究变频器将会成为机电调速的最好挑选。
 
 
 

 

 

       

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