吴晓辉，吴波
太原理工大学现代科技学院，山西 太原，032300
摘要：能源消耗与节能技术制约着我国经济发展需求,为了改变同达热电厂锅炉风机的额定容量大，能量损失严重的问题，本文提出了采用大功率变频器技术的概念和工作原理、调试运行试验并结合同达热电厂实例验证和分析大功率变频器在电厂锅炉风机应用效果。表明其具有良好的经济效益,满足电厂大负荷的需求。
关键词：变频器 节能 工作原理
0引言
山西某热电有限公司成立于2013年，是山西省十二五重点工程，公司总装机容660MW，在设计初始, 该热电厂锅炉风机的额定容量就大于实际需求量,实际运行过程中由于锅炉风机中的挡板运行反复周期较长导致受到的阻力较大,无形的造成了能量的损失。为了克服这种情况，热电厂成立专业的技术小组，进过一年半的努力，研究在电厂锅炉中采用大功率变频器，成功的解决上述问题,目前合理采用大功率变频器可以使得锅炉风机中的挡板与调节阀全开,提高了同达热电厂锅炉风机使用效率。
1变频器概念
变频器是电厂锅炉风机调速方法之一,具有高效率和高精度的特点,此项技术被广泛应用。具体操作为在不改变脉冲电压波纹大小的情况下,调节使用频率,通过改变脉冲的利用率比,从而保证了变频变压的功能性能。变频器中的晶体管决定了电流的方向,开关动作的快慢决定了通入电流的频率。变频器调速方案主要有专用高压变频器、间接高压变频器和通用高压变频器等几种。
2电厂锅炉风机的原理
电厂锅炉风机是排送气体的机械,首先需要改变气体利用压力,然后将锅炉燃烧后产生的流体,通过除尘装置的过滤之后，统一排除至外界,以便于达到时刻调整锅炉内部的压力值，使得锅炉内部的流体有随时补充的条件。
锅炉风机多采用串联或者并联的工作方式。具体操作为:当风机设备串联时,保证了串联设备中的压力值总数之和；当风机设备并联时, 保证了串联设备中的流量值总数之和。以上工作方式可以保证流量或者压力的稳定，便于调整所需的参数值。改变转速调节风机时,风量的减少是靠降低风机转速来实现的。
路径1:6kV输入电源通过QS1开关的传输，通过变频器的转换，在由QS2 开关的传输至电机。
路径2:6kV输入电源通过QS1开关的传输，在由QS3开关的传输至电机。以上路径的传输均可以保证电源输入至电机。
QS1和QS2刀闸和旁路开关的主要功能为:若大功率的变频装置出现机械故障,可以瞬间断开QS1和QS2,启到隔离变频装置的作用;同时启动通过旁路KM3,在工频电源下启动电机运行。
变频装置采用单元串联电压源型变频器,变频器容量为1800kW。变频器装置设计初始,就保留了风机档板调节装置,在满足变频器故障跳闸时,能保证系统手动远端切换到工频运行。在实际的操作过程中如下流程:
(1)变频器的选择性开关只有远端和就地控制这两种操作模式。
其中选择远端: 控制数据通过DCS传输,需求有一定范围电流值的模拟数值;选择就地时:直接将控制数据通过变频器传输，避免了无关系统的介入，保证了系统传输的流畅性。
(2)在各种开关状态和电机电流不变的情况下,单一启动6kV的风机开关,会使得变频器增加了一些信号处理,例如变频器报警、运行故障、启动及停止信号传递故障。
(3)设备设置了备用和工作的两组系统的电源，保证了变频器装置内部电源自由灵活的切换。
3.2 调试运行
调试的环节是保证产品正常运行的重要环节,调试锅炉风机中的大功率变频器装置保证系统的稳定性。
(1)静态调试
主要检查设备元件的外观、检测元件的抗激扰试验、电气线路的绝缘、电气线路的耐压试验等。从而保证设备元件的整体性能满足锅炉风机的实际需要。
(2)轻载工况性能调试
轻载试验是只带着电动机运行下进行的测试,风机电机接到控制变频器的指令远端操作,通过监测电压与电流的波形,若波形稳定没有突变,表明启动效果稳定。同时针对电压稳定性进行不对称度输出试验,具体在不改变电机转速的情况下,只是改变风机电动机输出频率的峰值,当不同峰值的电压的不对称小于1%,足以满足规程的要求。
同上测试电动机的振动性能,使其在不同变频调速输出频率的工况下,风机工作的稳定性满足使用标准的要求。
(3)负载工况性能调试
与轻载试验不同,负载调试主要进行变频器效率试验、电机的振动测试试验等以便于测试大功率下变频器是否可以达到相关标准的要求,已达到ASTC的使用率大大提升,
(4)系统谐波测试
系统谐波试验主要是研究变频器的抗干扰的能力,满足由于外界环境中电压的变化导致的变频器波形失真,采用PWN技术,测试时候电压与电流波形为正弦波。
(5)不用工况变频间自动切换功能测试
当变频器发生故障时,自动切换指令,以保证挡板处于全开状态,同时在此过程中,由于KMI接触器合闸瞬间产生一个冲击波,需要有过流保护装置免于冲击电流,保证出线故障时设备元件的正常运行。如下图1所示。
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图1 变频切工频时序图
通过以上测试环节,可以很好的保证大功率变频器在风机上的正常运转,各个阶段波纹稳定,保证没有突变现象的发生。
4 结语
安装大功率变频器,变频调速调节挡板更加灵敏,反应速度更加快捷,尤其在机组调峰负荷下运行节电效益较为明显,完全满足机组额定负荷和最低出力要求。延长了该热电厂的电机寿命,节省了设备的维护费用。大功率变频器的使用满足绿色环保的需求。
参考文献
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