作 者 ：徐塘發(fā)電有限責(zé)任公司 駱 偉 張 泉 摘 要 ：本文從其應(yīng)用形式、經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行可靠性等多方面對(duì)我公司的兩種高壓變頻器進(jìn)行綜合對(duì)比。 英文摘 要 ：Through analyzing the application form and economic profit and circulate security of two kinds of high voltage inverter, compare their application in power plant. 關(guān)鍵詞： 高壓變頻器 應(yīng)用 比較 1 引言 自2003年以來(lái)徐塘發(fā)電有限責(zé)任公司先后對(duì)2臺(tái)300MW機(jī)組所屬4臺(tái)一次風(fēng)機(jī)和4臺(tái)凝泵進(jìn)行了電機(jī)變頻技術(shù)改造。2003年5月公司首先采用北京利得華福公司生產(chǎn)的HARSVERT-A06/130高壓變頻器對(duì)5#機(jī)凝泵電機(jī)進(jìn)行改造。在成功的改造5#機(jī)組凝泵電機(jī)后，公司又采用美國(guó)羅賓康變頻器對(duì)2臺(tái)一次風(fēng)機(jī)進(jìn)行了改造。通過(guò)一年多的運(yùn)行實(shí)踐，證明采用高壓變頻器能夠大量的節(jié)約發(fā)電成本，給企業(yè)帶來(lái)巨大的利潤(rùn)。由于兩種規(guī)格的變頻器分別應(yīng)用在不同的設(shè)備上，因此精確的比較兩種變頻器的優(yōu)劣是非常困難的事; 但是為了推廣變頻器在電廠輔機(jī)中的應(yīng)用，有必要對(duì)兩種變頻器在我公司的應(yīng)用進(jìn)行綜合比較，希望對(duì)其他電廠進(jìn)行變頻技術(shù)改造有所幫助。 2 變頻器的應(yīng)用形式比較 根據(jù)凝泵與一次風(fēng)機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，我公司在凝泵和一次風(fēng)機(jī)的變頻應(yīng)用形式上存在著較大的差異。2臺(tái)機(jī)組凝泵都采用2泵公用一臺(tái)變頻器的應(yīng)用形式，而一次風(fēng)機(jī)都采用一機(jī)一變頻器的應(yīng)用形式（其一次電氣接線圖如圖1、2所示）。 圖1 凝泵變頻改造電氣接線圖 圖2 一次風(fēng)機(jī)變頻改造電氣接線圖 對(duì)于圖1中凝泵的改造，在正常運(yùn)行時(shí)K40、K410斷路器合上QF1斷路器斷開(kāi)，1#凝泵處于變頻運(yùn)行狀態(tài)，斷路器K420、QF2分開(kāi)，凝泵聯(lián)鎖投入，2#凝泵處于工頻聯(lián)鎖備用狀態(tài)。當(dāng)變頻運(yùn)行的凝泵因變頻器故障跳閘時(shí)另一臺(tái)凝泵會(huì)聯(lián)鎖工頻啟動(dòng)。為了防止剩余電荷對(duì)變頻器的損害在DCS操作系統(tǒng)中設(shè)計(jì)有邏輯閉鎖，即只有在合上變頻器輸出側(cè)斷路器K410或K420后才能合上斷路器K40。采用兩機(jī)公用一臺(tái)變頻器的應(yīng)用形式不僅能最大限度的利用變頻器，而且可以大量節(jié)約電廠技改費(fèi)用的投入;但是由于兩臺(tái)設(shè)備公用一臺(tái)變頻器因此對(duì)于設(shè)備的定期切換就顯得較為繁瑣。當(dāng)變頻泵跳閘時(shí)備用泵工頻聯(lián)鎖啟動(dòng)后對(duì)凝結(jié)水管道的沖擊較大。 對(duì)于圖2中的一次風(fēng)機(jī)的改造，在一次風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行時(shí)，斷路器QF合上，刀閘K421、K422合上，K423處于斷開(kāi)位置。當(dāng)變頻器故障時(shí)需人工手動(dòng)切換成工頻運(yùn)行。為了防止誤操作的發(fā)生刀閘K422和K423間裝有機(jī)械閉鎖裝置，即在同一時(shí)間里刀閘K422和K423只能有一個(gè)處于合上狀態(tài)。一機(jī)一變頻器的應(yīng)用形式是最基本的應(yīng)用方式，相對(duì)于兩機(jī)公用一變頻器的應(yīng)用形式其技術(shù)改造費(fèi)用投入較高。 3 變頻器的產(chǎn)品性能比較 北京利德華福和美國(guó)羅賓康公司生產(chǎn)的變頻器同屬于高-高電壓源型變頻器。變頻器輸入采用多脈沖整流無(wú)需輸入濾波器，其輸出波形接近于完美的正弦波，對(duì)電網(wǎng)的諧波影響較小; 兩種變頻器同采用無(wú)速度傳感器矢量控制方式能滿足動(dòng)態(tài)響應(yīng)較高的負(fù)載; 都具有功率單元旁路的功能，能夠旁路個(gè)別故障功率單元保證系統(tǒng)的無(wú)間斷運(yùn)行; 功率單元都采用模塊化的設(shè)計(jì)構(gòu)造，可以方便的更換故障功率單元且更換故障功率單元的時(shí)間短;額定負(fù)載下變頻器的效率都在96%以上。表1是北京利德華福公司變頻器與美國(guó)羅賓康公司變頻器的性能對(duì)照表。 表1 兩種高壓變頻器性能對(duì)照表 相對(duì)于羅賓康變頻器而言北京利德華福公司變頻器有如下特點(diǎn): （1） 利德華福公司變頻器的單元欠壓能力較大。A06/130型變頻器的單元最大欠壓為-35%，而完美無(wú)諧波高壓變頻器31000159.00的單元最大欠壓為-30%。較大的欠壓能力對(duì)于電廠輔機(jī)的安全性極為有利; （2） 利德華福公司變頻器的過(guò)載能力較大。當(dāng)變頻器過(guò)載120%延時(shí)1min保護(hù)跳變頻器，過(guò)載150%延時(shí)3s保護(hù)跳變頻器，過(guò)載200%立即保護(hù)跳變頻器; （3） 利德華福公司變頻器的操作界面更友好。A06/130型變頻器采用全中文操作系統(tǒng)，且操作界面的設(shè)計(jì)更加符合中國(guó)人的操作習(xí)慣，便于運(yùn)行人員操作; （4） 北京利德華福公司變頻器的產(chǎn)品報(bào)價(jià)相對(duì)于美國(guó)羅賓康公司變頻器的價(jià)格要低很多。 4 經(jīng)濟(jì)性比較 自2003年投入變頻器運(yùn)行以來(lái)，我公司的發(fā)電成本得到了大幅度的降低。特別是對(duì)凝泵電機(jī)的變頻改造尤為成功，無(wú)論是在額定負(fù)荷還是在部分負(fù)荷其節(jié)電能力都是十分顯著的。表2是凝泵和一次風(fēng)機(jī)變頻器改造前、后兩年6月份各工況下，設(shè)備用電的電流對(duì)比表。 表2 6月份4#機(jī)組變頻改造統(tǒng)計(jì)表 從表2的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，利用變頻器的節(jié)能效果是隨著負(fù)荷的降低節(jié)能效果越明顯，機(jī)組負(fù)荷在150MW時(shí)，凝泵變頻運(yùn)行比工頻運(yùn)行節(jié)電77.6%，2臺(tái)一次風(fēng)機(jī)共節(jié)電63.6%; 額定負(fù)荷時(shí)，凝泵變頻運(yùn)行比工頻運(yùn)行節(jié)電33.5%，2臺(tái)一次風(fēng)機(jī)共節(jié)電20.4%。 我公司機(jī)組平均負(fù)荷率一般為70%～80%左右，現(xiàn)以機(jī)組年平均負(fù)荷210MW，機(jī)組年平均運(yùn)行7000h計(jì)算，凝泵變頻改造全年可節(jié)約電量: 以0.3元/kW·h計(jì)算，一臺(tái)凝泵變頻運(yùn)行一年可為公司節(jié)約發(fā)電成本約93.7萬(wàn)元，兩臺(tái)一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行一年共可節(jié)約發(fā)電成本77.9萬(wàn)元。 5 可靠性比較 我公司在2003年5月份對(duì)5#機(jī)組的一次風(fēng)機(jī)和凝泵進(jìn)行變頻改造，繼5#機(jī)組改造取得成功后于2004年1月份利用機(jī)組檢修的機(jī)會(huì)對(duì)4#機(jī)組的一次風(fēng)機(jī)和凝泵進(jìn)行了同樣的技術(shù)改造。 高壓變頻器運(yùn)行的可靠性統(tǒng)計(jì)表如表3所示。 表3 徐塘電廠變頻器運(yùn)行可靠性統(tǒng)計(jì)表 注:·統(tǒng)計(jì)時(shí)間從變頻器初次投運(yùn)時(shí)間計(jì)算至2004年10月31日。 l可靠性統(tǒng)計(jì)不與機(jī)組可靠性統(tǒng)計(jì)同步進(jìn)行，只是統(tǒng)計(jì)變頻器可靠性。 由變頻器投入運(yùn)行以來(lái)的可靠性統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，6臺(tái)高壓變頻器共發(fā)生非計(jì)劃停運(yùn)8次，其中5#機(jī)組凝泵變頻器發(fā)生非停3次，41#一次風(fēng)機(jī)變頻器發(fā)生非停3次，42#、52#一次風(fēng)機(jī)變頻器故障發(fā)生非停各1次。可靠性統(tǒng)計(jì)顯示所有變頻器的可用系數(shù)都在90%以上，4#機(jī)組凝泵變頻器和51#一次風(fēng)機(jī)變頻器的可用系數(shù)最高為100%，4#機(jī)組41#變頻器的可用系數(shù)最低為90.3%; 51#一次風(fēng)機(jī)變頻器連續(xù)運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)為9150.3h，4#機(jī)組凝泵變頻器的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間為6381.5h。由于4#機(jī)組在10月初進(jìn)行了為期11天的中修，因此4#機(jī)組變頻器的運(yùn)行系數(shù)普遍低于5#機(jī)組。 變頻器應(yīng)用的可靠性是制約變頻器在電廠大力推廣的瓶頸之一。隨著高壓變頻器技術(shù)的不斷提高和完善，變頻器產(chǎn)品可靠性也在不斷的提高。從我公司應(yīng)用變頻器的可靠性統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，其可靠程度已達(dá)到或接近電廠實(shí)際運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)。 6 結(jié)束語(yǔ) 從我公司變頻器的應(yīng)用情況來(lái)看，無(wú)論是利德華福變頻器還是羅賓康變頻器在我公司的應(yīng)用都是十分成功的。相比較而言在我公司變頻器技改中，北京利德華福公司高壓變頻器的應(yīng)用不僅在經(jīng)濟(jì)性方面優(yōu)于羅賓康變頻器，其總體表現(xiàn)出的運(yùn)行可靠性也比羅賓康變頻器略微出色一些。而且北京利德華福公司較低的產(chǎn)品價(jià)格和出色的售后服務(wù)，同樣是吸引應(yīng)用電廠的重要因素之一。 利用變頻節(jié)能技術(shù)在國(guó)外火電企業(yè)中是十分普遍的節(jié)能措施。隨著高壓變頻器技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，以及高壓變頻器產(chǎn)品價(jià)格的不斷降低，電廠輔機(jī)的節(jié)能降耗正逐漸步入變頻器應(yīng)用時(shí)代。 參考文獻(xiàn) [1] Perfect Harmony Series Adjustable Speed AC Motor Drive （air cooled ） Instruction Manual [2] 利德華福變頻器說(shuō)明書(shū) 作者簡(jiǎn)介 駱 偉 工程師 長(zhǎng)期從事電廠熱能動(dòng)力專業(yè)技術(shù)工作。 本文摘自《變頻器世界》