高压变频调速装置在电厂的应用论文

时间：2024-09-16 03:33:47 作者：sf3sfsdf 综合材料收藏本文下载本文

【导语】“sf3sfsdf”通过精心收集，向本站投稿了10篇高压变频调速装置在电厂的应用论文，下面是小编为大家整理后的高压变频调速装置在电厂的应用论文，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助。

目录
第1篇：高压变频调速装置在电厂的应用论文第2篇：高压变频调速装置在电厂的应用第3篇：高压变频调速装置在电厂的应用第4篇：高压变频调速装置在电厂的应用第5篇：高压变频调速装置在转炉烟气净化及煤气回收系统的应用及发展前景第6篇：变频调速装置在煤气鼓风机系统中的应用第7篇：变频调速装置在煤气鼓风机系统中的应用第8篇：变频调速技术在发电厂给水泵上的应用第9篇：高压变频器在电厂水泵节能改造上的应用第10篇：变频调速器在涂层机上的应用理工论文

篇1：高压变频调速装置在电厂的应用论文

有关高压变频调速装置在电厂的应用论文

摘要：根据山东十里泉电厂供水泵应用高压变频调速装置的实效，说明国产高压变频调速装置的技术已日趋成熟，大力推广应用它所带来的经济效益和社会效益是十分可观的。

关键词：高压变频调速；水泵流量调节；节能

引言

山东十里泉电厂是一个具有5台125MW，2台300MW及一台140MW机组的中型电厂。

十里泉发电厂目前由30km外的水源地供水，水源地共装有5台水泵，均由560kW/6kV高压电动机拖动，多数情况下启动1～2台泵就可满足发电要求，采用手动节流调节方法控制水流量。如果节流阀开度不大、并且水流量足够，则停一台水泵；如果节流阀全开仍不满足水流量要求，则再开启一台水泵，由于管道长达30km，且节流阀始终处于调节状态，如选择一台水泵进行变频调速改造，节流阀全开，实现恒水压控制，不但具有良好的节能效果，泵站的`控制特性也大为改善。

1 高压变频调速装置选型依据

对于6kV等级，目前主要有3种方式的高压变频装置：单元串联多电平型、三电平型和电流源型。由于单元串联多电平方式容易实现冗余运行，在单元故障时能进行旁路而不影响电动机连续运行，并且具有谐波小、dv／dt低、技术成熟等显著优点，因此，决定采用这种方式的高压变频器。

在对国内外各厂家的单元串联多电平高压变频装置，进行性能价格比较和运行可靠性评估后，选用了上海发电设备成套设计研究所和上海科达机电控制有限公司生产的MAXF700－6000/750型高压变频调速装置，该类型产品具有如下6个特点：

1）功率单元冗余运行、故障时自动快速旁路，确保电机正常运行；

2）可在线更换功率单元，不须停机；

3）采用无极性电力电容代替电解电容，提高了装置寿命和整体可靠性，内不须更换电容；

4）采用特制散热器，使功率单元温升低，装置体积减小（宽3800，深1200，高2200）；

5）输出dv/dt低（在500V以下），电动机绝缘不受损害；

6）电网自动重合闸后继续运行。

2变频运行的其它优点

该泵站经高压变频改造后，除了节能外，水流量控制特性以及电动机和泵的运行特性明显改善，主要有以下6项优点。

1）实现恒母管水压控制操作人员只须改变母管压力设定值，不再调整节流阀，运行自动化程度大为提高，运行和维护工作量降低。

2）管道压力降低原来节流调节时，流量变小时，管道压力反而升高，容易爆管，不利于管道安全运行，而采用变频调节后，流量变小时，管道压力亦变低。

3）电动机软启动避免水泵频繁启停经测量，变频运行时起动电流<5a，而工频直接起动电流>300A，因此，变频运行完全消除了因直接启动造成的对电动机和电网的冲击，降低了电动机故障率（电厂电动机因直接启动造成故障已屡见不鲜）。

4）功率因素提高从电网侧看，工频运行时功率因数为0.85左右，变频运行时功率因数达到0.95，因此，即使同样是满负荷运行，变频运行时，高压输入电流明显比工频运行时小，这也有利于节能和设备安全运行。

5）电机和泵运行寿命延长设备转速降低后，运行噪声降低，磨损减少，设备寿命延长。

6）控制响应速度增快改变水压设定值后，装置迅速改变运行转速，使母管水压迅速跟踪设定值。

3 现场实际操作

交流会上来自山东黄台，德州，石横，白杨河，里彦，聊城，凯赛，皱县，莱城，临沂，威海，危房，滕州，辛店，章丘，青岛等17个电厂及上海宝钢电厂等50余名代表，在现场进行了实地操作，并重点观察了以下4项试验。

>1）单元切换和自动平衡试验在额定负荷时，切换1～15中任意功率单元，电动机始终保持连续运行，且单元投切后三相电压电流保持平衡。

2）自动手动切换试验在自动恒水压控制和手动恒频率控制之间切换，装置运行频率和水压波动不超过规定值。

3）自动运行时阶跃响应试验由于变频泵在运行时，要承受工频泵的开停冲击，这相当于约20％的阶跃信号，因此，试验时，在自动运行状态下对设定值施加20％阶跃变化，超调量和振荡次数不超过规定值。

4）变频泵运行时，工频泵投切试验系统自动运行时，当升高设定值到装置给出“压力过低”报警信号时，投入一台工频泵，此时变频泵自动降低转速并将母管压力调节到设定值，超调量和振荡次数不超过规定值，报警信号自动消失。当降低设定值到装置给出“压力过高”报警信号时，切除一台工频泵，此时变频泵自动降低转速并将母管压力调节到位，超调量和振荡次数不超过规定值，报警信号自动消失。

4 节能效果

高压变频调速装置投入运行后，节流阀全开，采用远方自动恒水压控制方式，平时操作值班人员只须改变压力设定值（在操作室用按钮进行升降设定），多数情况下，变频器运行在40Hz左右，功率270kW左右，高压输入电流不到30A，而50Hz定速运行时功率约530kW，高压输入电流60A左右。

运行平均负荷按0．95×560kW计算，每年运行300天，即7200h，节电1340MWh。按上网电价计算，两年不到便可收回投资，如按电的售价算，因为该装置投资不到73万元，则一年就可以收回全部投资。

5 结语

国产高压变频调速装置用于拖动发电厂大型风机和泵电动机，不仅节能，而且大大改善了控制特性和运行特性。目前，高压变频技术日趋成熟，其运行可靠性已达到发电厂要求，建议大力推广使用。

篇2：高压变频调速装置在电厂的应用

关键词：高压变频调速；水泵流量调节；节能

引言

山东十里泉电厂是一个具有5台125MW，2台300MW及一台140MW机组的中型电厂。

篇3：高压变频调速装置在电厂的应用

1）功率单元冗余运行、故障时自动快速旁路，确保电机正常运行；

2）可在线更换功率单元，不须停机；

3）采用无极性电力电容代替电解电容，提高了装置寿命和整体可靠性，内不须更换电容；

4）采用特制散热器，使功率单元温升低，装置体积减小（宽3800，深1200，高2200）；

5）输出dv/dt低（在500V以下），电动机绝缘不受损害；

6）电网自动重合闸后继续运行。

2变频运行的其它优点

该泵站经高压变频改造后，除了节能外，水流量控制特性以及电动机和泵的'运行特性明显改善，主要有以下6项优点。

1）实现恒母管水压控制操作人员只须改变母管压力设定值，不再调整节流阀，运行自动化程度大为提高，运行和维护工作量降低。

3）电动机软启动避免水泵频繁启停经测量，变频运行时起动电流<5A，而工频直接起动电流>300A，因此，变频运行完全消除了因直接启动造成的对电动机和电网的冲击，降低了电动机故障率（电厂电动机因直接启动造成故障已屡见不鲜）。

5）电机和泵运行寿命延长设备转速降低后，运行噪声降低，磨损减少，设备寿命延长。

6）控制响应速度增快改变水压设定值后，装置迅速改变运行转速，使母管水压迅速跟踪设定值。

3 现场实际操作

1）单元切换和自动平衡试验在额定负荷时，切换1～15中任意功率单元，电动机始终保持连续运行，且单元投切后三相电压电流保持平衡。

2）自动手动切换试验在自动恒水压控制和手动恒频率控制之间切换，装置运行频率和水压波动不超过规定值。

4 节能效果

5 结语

篇4：高压变频调速装置在电厂的应用

高压变频调速装置在电厂的应用

关键词：高压变频调速；水泵流量调节；节能

引言

山东十里泉电厂是一个具有5台125MW，2台300MW及一台140MW机组的中型电厂。

1 高压变频调速装置选型依据

对于6kV等级，目前主要有3种方式的高压变频装置：单元串联多电平型、三电平型和电流源型。由于单元串联多电平方式容易实现冗余运行，在单元故障时能进行旁路而不影响电动机连续运行，并且具有谐波小、dv／dt低、技术成熟等显著优点，因此，决定采用这种方式的'高压变频器。

1）功率单元冗余运行、故障时自动快速旁路，确保电机正常运行；

2）可在线更换功率单元，不须停机；

3）采用无极性电力电容代替电解电容，提高了装置寿命和整体可靠性，20年内不须更换电容；

4）采用特制散热器，使功率单元温升低，装置体积减小（宽3800，深1200，高2200）；

5）输出dv/dt低（在500V以下），电动机绝缘不受损害；

6）电网自动重合闸后继续运行。

2变频运行的其它优点

该泵站经高压变频改造后，除了节能外，水流量控制特性以及电动机和泵的运行特性明显改善，主要有以下6项优点。

[1] [2] [3]

篇5：高压变频调速装置在转炉烟气净化及煤气回收系统的应用及发展前景

高压变频调速装置在转炉烟气净化及煤气回收系统的应用及发展前景

摘要：在此介绍了昆明钢铁公司第二炼钢厂3×30t转炉烟气净化及煤气回收系统上采用的高压变频调速装置的技术参数和设计方案,对各类调速装置的`选型进行了分析对比,对应用效果和使用经济性进行了分析,并介绍了高压变频调速装置在转炉炼钢厂的应用前景.作者：马世立杨文喜殷卫民 Ma Shili Yang Wenxi Yin Weimin 作者单位：马世立,Ma Shili(中冶赛迪工程技术股份有限公司,重庆,400013)

杨文喜,殷卫民,Yang Wenxi,Yin Weimin(昆明钢铁公司第二炼钢厂,云南昆明,650302)

期刊：环境工程 ISTICPKU Journal：ENVIRONMENTAL ENGINEERING 年，卷(期)：2007, (z1) 分类号：X7 关键词：高压变频调速装置转炉烟气净化煤气回收应用

篇6：变频调速装置在煤气鼓风机系统中的应用

变频调速装置在煤气鼓风机系统中的应用

烟台市管道煤气公司刘岳成

摘要：通过对煤气鼓风运行工况的分析，为解决“大马拉小车” 的问题，应用变频调速装置和PLC构成风压闭环控制系统，实现对煤气鼓风机风量的自动控制，解决了“大马拉小车” 的问题，达到了节能降耗的目的。

叙词：可遍程序控制器变频调速节能鼓风系统

1 引言

在电气拖动设备的运行过程中，经常遇到这样的问题，即拖动设备的负荷变化较大，而动力源电机的转速却不变，也就是说输出功率的变化不能随负荷的变化而变化。在实际中这种“大马拉小车”的现象较为普遍，浪费能源。在许多生产过程中采用变频调速实现电动机的变速运行，不仅可以满足生产的需要，而且还能降低电能消耗，延长设备的使用寿命。这里介绍的煤气鼓风机系统采用变频调，并应用PLC构成风压闭环自动控系统，实现了电机负荷的变化变速运行自动调节风量，即满足了生产需要，又达到了节能降耗的目的。

2 工况分析

鼓风机系统构成如下。

（1）风机型号：9-26，风量：8588 ~ 10735m3/h，风压：10020~9630Pa。

（2）电机型号：Y225M-2，功率：45kW，电压：380V，电流：83.9A，频率：50Hz，功率因数：0.89，效率：2970 r/min。

鼓风机的特性曲线如图1所示。

@gas_1.jpg

通过对鼓风机几年来的恒速运动实际情况的记录分析，鼓风机系统运行规律如下：最大负荷时的风量为1600 m3/h，电机的电流为38A，运行时间1个月；一般负荷的风量为950 m3/h，电机的电流为36A，运行时间9个月；最低负荷时的风量为500 m3/h，电机的电流为18A，运行时间2个月。由此可以看出，对于该鼓风机来说，最大负荷也不到额定负荷的一半，当风量下降时，用调节管道风门的方法来改变风道阻力，使功率下降不多，耗能仍很大，这由图1可以看出。

图1中曲线1为风机在恒速下调节风门时的`风压-风量（H-Q）特性，曲线2为恒速下调节风门时的功率-风量（P-Q）特性，曲线3为管网风阻（R-Q）特性。假设风机在设计时工作在A点效率最高，输出风量Q1100%。此时，轴功率P1与Q1、H1的乘积面积AH1OQ1成正比（AH1OQ1为耗能），根据生产工艺要求，当风量需从Q1减少到Q2（例如50%风量）时，如采用调节风门的方法调整风量，相当于增加了管网阻力，使管网阻力特性由曲线3变到曲线4，系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行，尽管此时风量由Q1减小到Q2，但风压反而由H1增加到H2，轴功率P2与Q2、H2的乘积面积BH2OQ2成正比，功率的减少并不多，可见耗能仍然很大。

采用电气传动调速装置来调节风机电动机的转速是实现经济地调节风量、有效节能的最佳方法。我们选用变频调速装置对原煤气鼓风机系统进行了改造，将电机恒速运行改为按负荷变化的变速运行，得到风机合适的功率输出，达到了节能降耗的目的。

3 风机变频调速节能原理

交流异步电动机的转速公式为

n = 60f / p (1- s ) （1）

由式（1）可以看出，电源频率f与转速n成正比。即改变频率可改变电机的转速。当改变风机的转速，由额定转速n1调整到某一转速n2时，理论上风量、风压及轴功率变化的关系如下：Q2 = Q1 (n2 / n1)，H2 = H1 (n2 / n1)2，P2 = P1 (n2 / n1)3。可见，风量与转速的一次方成正比，风压与转速的平方成正比，轴功率与转速的三次方成正比。由图1可以看出当风机转速由n1降到n2，根据风机参数的比例定律，在转速n2下的风压-风量特性如曲线5所示。可见，在满足同样风量Q2的情况下，风压H3大幅度降低，功率P3（相当于面积CH3OQ2）明显减小，节省的功率损耗 DP = P1-P2与面积BH2H3C成正比，节能效果十分明显。所以，采用改变风机转速的方法对风量和风压进行控制是最合理和经济的。

4 系统构成

对原有煤气鼓风机加装变频调速装置，并且在鼓风机系统出口的管道上安装压力变送器，测定管道的风量变化，通过PLC对管道压力信号的变换和处理，为变频调速装置提供参变量，实现对频率的自动调整，也就是说对电机的转速进行调整，以达到根据负荷变化调整输出功率，节能降耗的目的。

经过比较，我们选用日本富士变频器FRN45P9S-4，德国西门子公司可编程序控制器S7-200，组成风压变频调速自动控制装置，对原鼓风机系统进行改造。

4.1 硬件组成

系统构成框图如图2 所示。

@gas_2.jpg

各部分主要功能分述如下

（1）操作台。实现系统操作控制及参数的设定与显示。

（2）可编程序控制器。选用S7-200可编程序控制器及EM235模拟量I/O模块，完成风压信号和操作信号可输入以及PLC的控制输出。

（3）变频器。选用FRN45P9S-4变频器，具有手动和自动调速功能。

（4）切换装置。由继电器、接触器，开关等组成，实现1台变频器控制3台鼓风机的切换，以及在变频器故障时鼓风机的旁路工频运行。

（5）压力变送器。选用CECY型电容器式变送器，测定管道的风量变化。

4.2 软件框图

PLC软件采用梯形图语言，实现各种逻辑顺序控制，风压闭环控制等，程序框图如图3所示。

as_3.jpg

在软件设计中利用PLC定时中断功能完成数据采样，数字滤波，PID运算及控制输出。

5 运行结果

变频调速装置安装投入运行后，风门全部打开，在压力为2200 Pa，风量为600 m3/h，即可满足生产要求。此时测得的系统参数如下：变频器输出频率为25 Hz，电压为189 V，电流为20 V；电机转速为1485 r/min。实际运行工况在以下几个方面有了明显改善：?噪声由80 dB降为40 dB左右；?风量（压力）控制自动化，降低劳动强度，故障率降低；?运行参数观测直观，可同时显示压力、频率、转速、电压、电流、转矩等运行参数；?管道阀门全部打开，节门损失大大降低。

6 节约电能计算

采用变频调速前全年总耗能为1.511×105kW・h，变频调速后全年总耗能为4.53×104kW・h。采用变频调速后全年节约电能为10.58×104kW・h。

另外在投运变频调速装置后，根据运行工况测算，可延长修周期1～2年，每年可节约大修费用约2万元。

7 结论

实践证明，在煤气鼓风机系统中采用变频调速运行方式，可以根据负荷的变化自动调节风机的转速，解决了“大马拉小车”的问题，为降低生产成本，延长设备使用寿命，节能降耗，减轻劳动强度，改善工作环境开创了新的途径。

篇7：变频调速装置在煤气鼓风机系统中的应用

变频调速装置在煤气鼓风机系统中的应用

烟台市管道煤气公司刘岳成

叙词：可遍程序控制器变频调速节能鼓风系统

1 引言

2 工况分析

鼓风机系统构成如下。

（1）风机型号：9-26，风量：8588 ~ 10735m3/h，风压：10020~9630Pa。

（2）电机型号：Y225M-2，功率：45kW，电压：380V，电流：83.9A，频率：50Hz，功率因数：0.89，效率：2970 r/min。

鼓风机的特性曲线如图1所示。

@gas_1.jpg

图1中曲线1为风机在恒速下调节风门时的风压-风量（H-Q）特性，曲线2为恒速下调节风门时的功率-风量（P-Q）特性，曲线3为管网风阻（R-Q）特性。假设风机在设计时工作在A点效率最高，输出风量Q1100%。此时，轴功率P1与Q1、H1的'乘积面积AH1OQ1成正比（AH1OQ1为耗能），根据生产工艺要求，当风量需从Q1减少到Q2（例如50%风量）时，如采用调节风门的方法调整风量，相当于增加了管网阻力，使管网阻力特性由曲线3变到曲线4，系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行，尽管此时风量由Q1减小到Q2，但风压反而由H1增加到H2，轴功率P2与Q2、H2的乘积面积BH2OQ2成正比，功率的减少并不多，可见耗能仍然很大。

3 风机变频调速节能原理

交流异步电动机的转速公式为

n = 60f / p (1- s ) （1）

&nbs

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篇8：变频调速技术在发电厂给水泵上的应用

鞍钢发电厂北区是鞍钢北部区域供汽、供热、供水单位，作为发电厂的关键设备,三台给水泵采取两工一备运行方式,为两台220t/h锅炉供水。给水泵电动机单机容量2300kW,额定电压6kV,额定电流260A。原三台给水泵电动机恒速运行,利用出口阀门开度大小来控制水流量和管网压力。这种节流运行方式使得部分能量用来克服“阀阻”,这样电动机从电网中摄取的电能有相当一部分浪费在节流阀上。造成了电动机的运行效率低,电能浪费大的现象。由电厂统计资料表明,给水泵耗电量占发电总量的2.5%,占生产厂用电率的30%,如此大的耗电量,直接影响了发电成本。为降低企业生产成本,降低耗电量,经过调研比较、反复论证后,决定对三台给水泵进行变频调速节能改造。随着电气传动领域中的变频调速技术的成熟,工艺参数的调节可以通过给水泵的调速运行来获得,从而节约了电能。我厂在以原有断路器、电动机为依托的情况下,选用了西门子的SIMOVERT -MV空气冷却中压变频器调速系统。

一、变频调速节能分析

变频调速装置具有高效、精确地调节交流电动机转速的功能,还可使流量、压力、等工艺参数的控制由低效的阀门节流控制跃变为高效的转速控制。

给水泵采用调速节能的理论根据是基于流量、压力、转速、转矩、功率之间的关系。

Q∝n;p∝T∝n2 ;P∝Tn∝n3

式中:Q——流量;p——压力;n——转速;T——转矩;P——轴功率。

图1为用不同的调节方式时,电动机的功率P与流量Q之间的关系曲线。

改造前,给水泵采用的是控制阀门开度的方法来改变流量等参数,也就是用人为增减阻力的方法来实现调节。根据生产状况对负荷进行调整时,流量通过阀门开度的控制与负荷的变化相适应。而电机的输出功率基本没有改变,系统从电网所耗能量也没有减少。尽管阀门调整达到了工况要求,也只是能量的有效应用比例减少了,而能量却大量的损失在阀门档板的阻力上。改造后,使用变频调速装置就可完全避免以上问题。

根据生产负荷的变化来调整(降低或提高)电机的转速,流量就不再用阀门来控制,阀门始终处于全开状态,避免了由于关小阀门引起的压力,也避免了总效率的下降,从而节省大量的能源。

二、变频调速系统及特点

(一)中压变频调速系统介绍

中压变频调速系统的主体结构“一”字布置。每台由开关柜2面、整流柜1面、功率逆变柜2面、滤波器柜1面和控制柜1面、变压器柜2面等组成。开关柜: 根据运行方式需要选用开关位置。变压器柜:输入变压器柜装有三绕组变压器,为各个功率单元提供交流输入电压;升压变压器柜装有两绕组变压器,将功率单元输出的交流电压提升到电机所需的电压等级。功率柜:装有模块化设计的多个功率单元联成的逆变主回路,向电机提供输出电压,功率单元使用光纤来接受和传递信息。控制柜:可以实现变频器的紧急停车,具有运行、停止、故障、等待指示;OP7面板用于变频器的本地操作,它具有操作控制和监控功能,电机电流、电机转速显示以及故障时变频器的故障代码显示及存储功能;主控部件SIMADYN-D全数字化闭环控制系统的ITSP信号处理器模块,控制逆变器和监控直流母线电压、输出电流、和输出电压并处理通过采集获得的数据。

给水系统要求系统具有较高的运行可靠性,为了充分保证系统的可靠性,考虑到变频调速系统退出运行后不影响生产,确保给水系统正常运行,结合实际运行状况,为变频器加装了工频旁路装置,当变频器发生故障时,变频器退出运行,可将电机直接手动切换到电源工频情况下运行,恢复到原有系统运行方式。

安装接线见图2:改造后给水泵运行方式仍采用两工一备运行方式。

由图2可见:6kV电压经高压断路器送至输入变压器,根据电网对谐波的要求,采用12脉波整流,经直流母线送至逆变器变频、变压。为了获得更接近于正弦波的输出电压,系统增加了正弦波滤波器,经滤波器输出的接近于正弦波的电压,由双绕组的升压变压器升压,供电给高压异步电动机。

变频器输入电源电压是2×3-ph.1.7kV交流电压;输出电压是3-ph.3.3kV交流电压;变频器效率是96.5%;变频器功率因数是0.96;控制方式采用的是矢量控制。

(二)变频调速系统的特点

1.采用12脉波整流变压器,以减少谐波对电网的污染，

整流变压器二次绕组分别采用星形和三角形联结,构成相位差30°、大小相等的两组电压,加到两组高压二极管整流桥上。12脉波整流变压器作为输入变压器,采用三绕组是为了满足12脉波整流的要求,采用分裂式结构形式,变压器一次绕组和两组二次绕组的匝数比为1:1:,其联结方式为Dy11d0,这种结构可有效地消除了对电网污染最严重、危害最大的5次、7次谐波。此外由于采用高压二极管整流,其导通波形畸变率较低,二极管的换相是在对应线电压最小时才发生,所以di/dt非常小,使得高次谐波分量也减少了。二极管整流的电压源型变频器在采用12脉波结构后,谐波标准满足国际IEEE-519对应的5%的谐波电流失真的要求,其输入功率因数较高,因此不必采用功率因数补偿装置。

2.变频器采用三电平设计技术方案。变频器输出与二电平变频器相比较,由于输出电压的电平数增加,输出波形有很大改善,谐波失真在2%以下,并且每一个开关器件只承受直流母线电压的1/2电压,逆变器的输出电压的跳变小,即du/dt小,减少了对电动机绝缘的损害。

3.逆变器采用脉冲宽调制技术。依照电机所需转速提供频率控制.采用最新开关器件IGBT,可以提高PWM调制频率,输出波形更接近正弦波,大大地减轻对电动机的影响。

4.系统采用的是德国西门子公司的SIMOVERT–MV6SE8031-1BA柜装变频器。逆变器主要由IGBT逆变桥、触发单元、控制单元组成,直流滤波后送入逆变器,根据所输入的控制参数,由控制单元、触发单元等控制逆变器输出。

中压变频装置本身具有功能完善的各项保护,电源断路器控制回路引入中压变频装置的保护连锁,在变频装置不具备运行条件时电源断路器不能合闸,同时在中压变频装置故障跳闸后联跳电源断路器。

三、改造后的运行效果

节能运行后给水泵电机电流由原来的220～230A左右降至160～170A左右,产生25%左右的节电率。以为例:

(一)节能效果

改造前单台月耗电量约为1399178kWh,改造后单台月耗电量约为1081183kWh(月运行时间均为720小时),每月可节约电量317995kWh。

(二)经济效益

按电价0.4元/kWh计算,按全年电动机运行5个月计算。当年节省电费为:5×317995×0.4=63.56万元。

(三)其它效益分析

首先,电源侧功率因数提高。原电机直接由工频驱动时,功率因数为0.8～0.86。采用中压变频调速系统后,电源侧的功率因数可提高到0.96以上, 可减少大量无功,进一步节约了上游设备的运行费用。其次,给水泵采用变频调速后,使得电机、水泵的转速降低,管网的压力降低;辅助设备如轴承、阀门等磨损大大减轻;另外,采用中压变频调速后,电机实现了软启动,启动电流不超过电机额定电流的1.2倍,避免了全压启动对电网和电动机的冲击,从而减轻对供电系统的影响,降低了电动机和高压开关的故障率,延长了电动机和高压开关的使用寿命,因此也降低了设备运行与维护的费用。

四、结语

设备改造于11月完成,变频器一次试车成功,运行正常,保证了锅炉的正常供水。通过此次改造,改变了给水泵高电耗的节流运行方式,取得了明显的节能效果,并获得很好的经济效益,为节能改造积累了丰富的经验。中压变频调速系统的使用大大降低了用电率,为电力企业节能降耗做出了贡献。随着我国工业的快速发展,变频器的使用越来越广泛,这也为将来在节能改造中推广变频调速技术总结了经验。

参考文献

[1]韩安荣.通用变频器及其应用[M].北京:机械工业出版社,2003.

[2]曾允许.变频调速技术基础教程[M].北京:机械工业出版社,2009.

[3]SIMOVERT.MV空气冷却中压变频器安装使用说明.

篇9：高压变频器在电厂水泵节能改造上的应用

1 引言

采用新型高压大功率电力电子器件、直接“高-高”方式的高压变频器，具有体积小、效率高、结构简单、运行可靠等特点，变频器装置采用不可控24脉冲移相整流和全控器件进行开关调制，具有很高的输入侧功率因数、优良的调速性能和转矩控制性能。高压变频器通过改变电动机运行频率，在很宽的转速范围内进行高效率的转速调节，可以取得很好的节电效果，在风机和水泵的节能改造上已经得到广泛验证。

国电双鸭山发电厂3、4号机为210MW火电机组，和3、4号机组配备有6台6kV/570kW灰浆泵电机，电机型号JS512-8，额定电流69A，额定转速730r/min。其中，6#灰浆泵是二级泵，和5#灰浆泵配合使用。在安装变频器之前，6#灰浆泵是根据前池液面的高度决定启、停电机。这样就存在两方面问题:一方面为了适应生产工艺要求，需要每天根据前池液位和冲灰管的需要不断切换、启停电机，前池液位高度得不到很好控制，而且频繁工频启动电机对电机造成很大冲击; 另一方面存在节流损失，造成电能的浪费。为了进一步优化灰浆泵运行工况，节省电能，所以对6#灰浆泵电机进行高压变频改造。

6#灰浆泵电机在高压变频器改造之后，通过调整6#灰浆泵变频器的运行频率(电机转速)来调整前池液面的高度，这样5#灰浆泵可以一直在最佳效率下工频运行，从而减少了操作6#灰浆泵开关的分合次数，减小了电机工频启动造成的冲击，进一步优化了生产工艺，并且节省了电能。

2 灰浆泵运行工艺和变频改造技术方案

2.1 6#灰浆泵运行情况及变频改造技术方案

(1) 在灰浆泵运行现场，变频器到电机之间的高压电缆经常发生单相对地放电或单相直接接地的情况。在这种情况下，要保证不能损坏变频器，并且变频器要能发出报警停机信号以便现场人员及时处理。因此，要求变频器输出能承受单相接地的能力，相应变频器的输出滤波器电容中性点不能直接接地，而是需要通过电容接地。

(2) 由于6#灰浆泵属于二级泵，所以在启动6#灰浆泵变频器运行之前，5#一级灰浆泵通常已经在运行，将会推动6#灰浆泵电机运转，变频器相当于飞车启动。所以变频器启动时需实时检测电机运行频率，根据该运行频率带动电机启动。

(3) 6#灰浆泵变频运行要求能对前池液位高度闭环控制，自动调节电机的转速。

(4) 由于灰浆泵运行时，在前池液位很低的时候有可能造成负荷过大甚至堵转的情况，因此要求变频器有过载能力以及过流保护措施。

综合上述因素，从目前国内、外主要的两种高压变频器拓扑结构中，选择基于IGCT的三电平中性点箝位的拓扑结构。三电平拓扑结构具有以下优点:开关功率器件数少、IGCT开关电流大、过流能力强、结构简单、可靠性高、适合负载冲击较大的应用场合。

在控制方面，灰浆泵前池液位设置压力式水位传感器，将测量得到水位高度信号，变换为4～20mA标准信号，由电流环接口送给变频器; 变频器计算出当前水位与控制水位之间的偏差，通过变频器内置的数字PID调节器改变变频器的输出频率，调节电动机的转速，进而控制灰浆泵前池液位的高度。

2.2 三电平中点箝位电路原理结构图

基于IGCT的三电平中性点箝位的高压变频器结构简单，主体由整流器、逆变器和滤波器组成。如图1所示，整流器采用24脉冲不控整流，由移相15°的24 脉波移相整流变压器和四重三相整流桥构成，这样可以满足对输入端的电流谐波要求，

直流环节由共模电抗、IGCT保护及充电限流电阻和直流电容(C1、 C2)构成。

三电平逆变器由di/dt吸收电路(由阳极电抗及嵌位电路组成)和12个IGCT组件构成的三电平逆变桥组成。

三电平结构的变频器需要拖动6kV电机，所以变频器直流母线电压需要10kV。实际运行时，两个处于关断状态的功率组件需要承受10kV的电压，这样每个组件要承受5kV。在主开关功率器件IGCT工作耐压只有4.5kV的条件下，需要采用两只串联的方式组成一个功率组件。

变频器内置输出滤波器由三相滤波电抗(La、Lb、Lc)和三相滤波电容(Ca、Cb、Cc、Cn)构成。滤波器使变频器输出到电机的电压和电流波形更加接近正弦波，而不需要电动机降容使用。

高压变频器内部采用无熔断器结构，电路的主保护主要由保护IGCT来实现，其动作时间在μs级。

2.3 新一代高压变频器控制系统的改进

我公司第一代变频器采用工控机进行信号处理，控制的实时性得不到保证。由于变频器要采用优化的PWM控制算法控制电机，需要主控系统控制器具有更高的运行速度和处理能力、更大的存储器和外部信号处理端口、具备浮点运算的能力。因此，新一代的变频器控制器选用浮点数字信号处理器DSP和大规模集成电路的 FPGA相结合的方案，DSP主要负责采集的信息和运算处理，FPGA根据处理结果转化为相应的控制脉冲，控制实时性大大提高。图2是新一代高压变频器主控板的硬件框图，它与第一代控制器相比，更能适应高性能的矢量控制算法的要求。

3 II期6#灰浆泵高压变频器现场调试运行和节能分析

3.1 变频器系统的控制调试

灰浆泵的流量是根据机组的负荷大小和冲灰工艺需求控制的，水流量的变化较大，有时呈阶梯状特性，水位波动比较大。水位压力式传感器需要选择合适的测量点，否则会因为水池内水流因素和水面波动引起测量的不稳定性。经过现场测试，选择了水流变化不大的靠池壁位置。经过调试，建立了一个合适的模型和PID控制参数，通过闭环跟踪水位变化，稳定控制前池液面的高度，优化了生产工艺。

另外，变频器还可以选择运行在开环状态，通过电厂DCS信号控制变频器的输出频率。

3.2 变频器节能分析

II期6#灰浆泵进行变频改造的一个重要原因是节约电能。电机变频运行节能的原理在许多资料均有论述，这里不做讨论。通过II期6#灰浆泵的工频旁路运行和变频运行的实际数据来说明变频的节能效果。

根据以上数据，采用变频运行后，24h可节约电量9380-6360=3020kWh。采用变频器后节能32%。由以上实际运行数据可以看出:电机变频运行不仅满足了工艺要求，同时能节约大量电能。经过几个月的连续运行，II期6#灰浆泵的变频改造后，节能效果显著。灰浆泵属于火电机组的公用设备，年运行时间长，可以为电厂节约15～30%左右的能源。

4 结束语

双鸭山电厂II期灰浆泵经过变频改造后，优化了灰浆泵的运行状况和生产工艺，更好地稳定了前池液位的高度，实现了闭环自动控制，同时节约了大量电能，节能效果明显。高压变频器的控制系统和控制技术发展很快，对电机更好性能的控制需要性能更高的主控系统平台。虽然新一代控制系统的高压变频器首先运用到风机、水泵的变频驱动上，但它比以前更可靠、更能提高高压变频器的控制性能。

篇10：变频调速器在涂层机上的应用理工论文

变频调速器在涂层机上的应用理工论文

多单元织物涂层机的工艺流程为：织物进给à上胶à焙烘à1轧à刀涂à2轧à锡林à成品卷取，整机由5台电动机拖动。生产要求车速在0 ~ 30m/min范围内连续调节，各单元同步运行，并保持一定张力。该机各单元均为恒转矩负载，要求起动平稳、低速起动力矩较大。通过分析比较，确定各单元均采用FTY系列三相永磁同步电动机驱动，由一台变频器控制，以确保各单元齐速运行。为弥补各单元由于机械磨损而造成的累积线速度误差，则通过装于各电动机轴上的齿链式无级减速器作速度微调。

1. 控制系统的组成

根据工艺要求，4个单元的驱动电机均选用3kW、380V；锡林的驱动电机选用7.5kW、380V。变频器选用三垦SAMCO - LF-37K型。

2. 控制系统的工作过程

(1) 工作单元的选择

根据生产品种和工艺条件的不同，织物涂层时，有些单元不需运转，这可通过选择电路进行选择。选择只能在开车前进行，不允许在运行中投入和切换单元电动机，以防过压、过流保护动作，使变频器停止工作。开车前，继电器KM1的触点11-13为常闭状态，此时按SST1 ~ SST5中的任何一个起动按钮，就可使相应的接触器吸合，使预选的单元电动机投入。若投入有错，可按SSTP1，使电路复位，重新进行选择。当电动机起动后（K吸合后），KM1的.触点11-13断开，11-33闭合，保证了在运行中任何单元电动机不能投入，也不能使选择电路复位进行单元切换。

(2) 起动过程

1 工作单元选好后，按下按钮SST6，接触器K吸合并自保，变频器电源接通。

1 按下按钮SST7，继电器KM1吸合并自保，使FR-COM1接通，调节电位器RP，变频器驱动各单元电机正转，外接频率计P，则显示频率，将频率调至工艺车速值，系统开始正常运行。

(3) 停车过程

1 正常停车：按下SSTP3（SSTP4），KM1失电，FR - COM1断开，系统按设定的减速时间降频停车。

1 自由停车：按下SST8（SST9），KM2得电吸合并自保，其触点43 - 45断开、MBS - COM1接通，变频器即停机，输出频率降为零，电机呈空转自由停车状态。

1 紧急停车：当任一电机过载，使其热继电器动作时，触点11-57接通，KM4吸合，ES - COM1接通，变频器则报警停机。

正常停车或自由停车后，再开车时，按下SST7，系统即按设定的升速时间升至工艺车速；紧急停车后，待事故处理完毕再开车时，应先按复位按钮SST10解除报警，再按SST7，系统亦将按设定的升速时间加速到工艺车速。

3. 变频器参数的设定

SAMCO - LF -37K变频器可供设定的参数有215个，根据工艺要求，只对其中的部分参数给于设定，其它参数可采用出厂时的设定值。我们只对下列参数进行设定。

(1) 运转指令选择以外部信号控制运转。

(2) 频率指令选择频率设定用电位器操作。