高压变频器在XX发电厂的应用

1、高压变频器在xx 发电厂的应用摘 要：介绍了 xx 电厂凝泵变频改造方案和高压变频器调试过程，试运行结果显示变频改造后电机节能显著，并能大大改善电机运行工况。关键词：凝结水泵高压变频器节能1 引言xx 发电厂总装机容量为4 300mw 机组，每台机组配置两台互为备用的凝结水泵，流量调节采用阀门调节方式。此传统调节方式存在较大弊端：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；调节频繁易导致阀门和执行机构损坏，设备维护量大；电机经常处于高速运转造成各部件磨损发热；电机工频起动对电网和电机造成较大冲击；自动化程度低、控制精度差。为进一步提高设备利用率，节能降耗降低厂用电率。经过长时间

2、调研，xx电厂选用了由上海新华控制技术（集团）有限公司推荐的安川高可靠超节能矢量控制型高压变频器，将#3、#4 机组凝结水泵进行变频改造，并一次投运成功。2 凝结水泵变频改造方案xx 电厂 #3、#4 机组凝结水泵参数为：额定电压6kv 、额定功率1000kw、额定电流116.4a 、额定转速 1487r/min，配备安川cimr-mv1sdc13c型高压变频器，系统接口和dcs 逻辑组态设计更改由新华集团公司完成。2.1 电气主回路鉴于凝泵的冗余配置和安川高压变频器的高可靠性，此次凝泵变频改造未考虑工频/变频切换回路。电气主回路设计如图1 所示，电源由厂用电母线经电厂原有高压断路器 qf 后

3、送至高压变频器，变频器将电能变换频率后直接驱动电动机。此种设计只增加一台变频器，结构简单，投资和占地较低。2.2 系统接口设计此次变频装置共用到di2 点 变频器运转 /停止指令； do5 点 变频器准备结束/运转 /轻故障报警 /重故障报警 /自保护跳高压开关；ai1 点 dc4-20ma 速度指令； ai2 点 频率输出 /电流输出。接口图如图2 所示：2.3 逻辑组态当变频器正常使用时，变频器与工频备用凝泵互为联锁：当变频器跳闸时工频备用凝泵联锁启动；当变频器运行且凝结水母管压力低，联锁信号为真时工频备用凝泵启动。原除氧器水位调节阀控制保留，作为调节的后备手段，正常工况处于固定位置（建议

4、置于全开）；增加变频调速泵跳闸，启动备用定速泵时（用定速泵联锁投入和调速泵跳闸信号与，采用脉冲量），超驰关小调节门至一定开度（根据当前负荷设置对应阀门开度），并在阀门开度与设置指令相差在一定范围内时，自动投入除氧器水位自动调节。新增加变频调速凝泵除氧器水位自动控制系统与原调节阀控制一样，采用三冲量调节。除氧器水位高，设置调速泵转速闭锁增。调速泵停止，置指令为转速低限。凝结水压力低，联锁信号为真时设置调速泵转速下限。凝结水母管压力低且定速泵运行联启调速泵，此时设置调速泵转速最大。定速泵跳闸时联启调速泵，设置转速最大。3 变频系统的调试此次变频系统改造，在新华集团公司的精心准备下，仅用一天就完成安

5、装测试，并完成变频器在各种工况不同负载下的试运行，运行状况良好。为保证设备的安全运行，变频器在主电源上电前，还依次进行了变压器绝缘检测和控制电源确认等试验。3.1 变频器柜检查与加固此项检查柜面及内部的部件，确认是否有损坏和螺钉松动等情况；确认接线位置和接地情况；确认电机侧的联轴器已断开。3.2 变压器绝缘测定此项目的检测变压器的对地绝缘性能，检测结果良好。测定点测定值结果备注输入变压器2000良好合格标准： 30m 以上3.3 控制电源确认控制电源为冷却风扇和变频控制器提供用电，检测从控制电源主回路开始，依次检测控制基板各用电模块，目的是保障变频器主电源上电前各控制电源的正常运行。检测结果表

6、明各控制电源良好。名称用途测定点测定值 (v)结果判定基准主控制电源冷却风扇用a-b407良好40010%a-c406b-c407变频器控制电源变频器控制器用降压变 u-v99.1良好10010%控制基板电源15v电源转换输入负极- 公共端-14.85良好输出基准0.2v正极- 公共端15.0824v电源转换输入正极- 公共端23.97良好5v电源模块输入正极 1- 地4.99良好正极 2- 地5.20正极 3- 地5.173.3 自学习模式此模式是安川高压变频器所特有的，通过这一模式变频器能够自动读取电动机参数，根据这些参数完成变频器最佳运行和矢量控制环境设置。在自学习模式执行前，需利用变频

7、器自带的点动功能，确定电机旋转方向。3.4 电机操作测试（无负载）在电机带负荷前，为保证变频器的可靠运行，首先进行变频器带动电动机空转试验。检测数据测试波形如下图表所示，结果显示变频器运行正常。速度指令（ % ）输出频率（hz） 输出电流（ a） 输出电压（ v）10%5.0 28.661020%10.0 27.6123340%20.0 27.1 243560%30.0 27.1 363480%40.0 26.84840100%50 26.6 60933.5 电机操作测试（负载）此项测试变频器带载运行状况，试验过程根据不同的频率范围分为几个阶段，待变频器在每个频率阶段的各项参数稳定后再逐步向高

8、频率阶段运行。检测数据如下表，结果显示电机变频运行后，不同负荷下电机的输入电流和输入电压显著减小。速度指令输出频率输出电流输出电压%?hz?a?v10.935.4328.968120.5210.1828.6126340.6620.20 32.6247261.0630.3548.3371281.1740.4272.84935100.0049.8799.66125各频率段电量波形如下图所示，从图形中看出电机运行各段电流平稳，变频器运行良好。电机操作试验带负载转速 0-10%-20%-30% 电机操作试验带负载转速 40%-50%-60% 电机操作试验带负载转速 70%-80%-90%-100% 3

9、.6 电机操作试验带负载转速 0-100% 60 秒此项检测变频器带载加速能力，加速时间设定60s。波形显示，变频器加速过程运行平稳，状况良好。3.7 电机操作试验（负载转速 0-100% 30 秒）此项检测变频器带载加速能力，加速时间设定30s。波形显示，变频器加速过程运行平稳，状况良好。3.8 机组实际运行数据(变频状态下调门开度均设定在100%)参数名称测试及计算结果机组负荷（ mw ）170200250290工频运行状态电流（ a）9398100102功率（ kw ）840885903921变频运行状态电流（ a）2735.1454.4367.37功率（ kw ）26634753766

10、4节能效果（ % ）68%60%40%28%由以上数据分析可得，变频改造后节能效果显著，经粗略估算，原工频运行时相同工况下#4 机组凝结水泵一天耗电约2 万度，现变频改造后#4 机组凝结水泵所耗电量减少至1 万度。4变频改造后所带来的其它效益（1） 减少电机启动电流电机直接工频启动的最大启动电流为额定电流的7-8 倍，而由变频器起动的负荷曲线可以发现它启动时基本没有冲击，最大启动电流仅略高于电机额定电流。因此变频调速解决了电机启动时的大电流冲击问题，消除了大启动电流对电机、传动设备和主机的冲击，降低了日常的维护保养费用。（2） 延长设备寿命变频调速改变了电机转速变化的加减速特性曲线，没有应力负载作用于轴承上，延长了轴承、电机的寿命。（3） 降低噪音变频改造后，由于转速的降低，电流的减小，