吳曉東　趙俊文　陳磊

摘要：穩(wěn)定性是電力供應(yīng)的基本前提，高質(zhì)量是電力供應(yīng)的必然要求，在經(jīng)濟和社會高度發(fā)達的今天，電力供應(yīng)的水平越來越高，人們對于電力供應(yīng)也提出了更高的要求。作為現(xiàn)代電力企業(yè)工作人員，必須清晰地了解發(fā)電廠高壓電機節(jié)能變頻改造技術(shù)本身的意義、面臨的不足以及其原理所在，只有這樣，才能在實際運行時找到更好的提升途徑，帶來更多的社會效益與經(jīng)濟效益?；诖吮疚姆治隽税l(fā)電廠高壓電機的節(jié)能變頻改造。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠;高壓電機;節(jié)能變頻改造

中圖分類號：TM921文獻標識碼：A

1、發(fā)電廠高壓電機節(jié)能變頻改造技術(shù)

交流高壓電機時在直接啟動的過程中，瞬間會產(chǎn)生強大的沖擊力與過大的電流，這些會作用于轉(zhuǎn)子籠型繞組與阻尼繞組，因此在電機啟動的過程中存在熱應(yīng)力和機械應(yīng)力的作用，這種情況會對籠條產(chǎn)生影響;定子繞組的絕緣會發(fā)生破損，情況嚴重時定子絕緣繞組會被擊穿;在電要啟動時由于存在過高的電流還會引發(fā)鐵芯松弛，電機伴有發(fā)熱現(xiàn)象。如果電機安裝了高壓變頻器，在啟動過程中不會產(chǎn)生沖擊力的作用，對于電網(wǎng)也不會產(chǎn)生沖擊，所以對于電動機可以起到保護作用于，整個機組運行的安全性和可靠性得以提升。

發(fā)電廠高壓電機實施節(jié)能變頻改造具有多方面的技術(shù)意義。所以在改造方案中要特別注重高壓電機運行中的安全可靠。在設(shè)計改造方案時要分析高壓變頻器的工作狀態(tài)。變頻改造通常使用軟啟動技術(shù)，應(yīng)用這項技術(shù)可以消除工頻啟動時產(chǎn)生的大電流和沖擊轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的影響，同時可以有效保護電機，電動機的故障率可以降低。間接作用可以保護電網(wǎng)。在高壓變頻器的設(shè)計中，具有較為自身完善的配套保護裝置，如果變頻器有過電流、過電壓以及過熱等不正常情況出現(xiàn)時，或是電路存在短路和欠壓等故障時，高壓變頻器可以對這些問題實施自動檢測，并可以結(jié)合檢測的結(jié)果發(fā)出報警并采取保護動作，因而設(shè)備的安全性可以保證。

2、發(fā)電廠高壓電機節(jié)能變頻改造原理

高壓電機節(jié)能變頻控制器主要是利用電力半導(dǎo)體的通與斷將工頻電源變換為另一種頻率的電能控制裝置。它的中間環(huán)節(jié)主要包括整流、濾波、二次整流、制動、驅(qū)動與檢測微處理單元組成。由于電機的極數(shù)非連續(xù)，一般是2的倍數(shù)，通過對它進行調(diào)節(jié)，將很難達到控制電機的轉(zhuǎn)速。但是電源頻率卻是在電機之外進行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)之后對電機進行能源供應(yīng)，將會與轉(zhuǎn)速形成正比關(guān)系，通過這種方法，可以讓電機的轉(zhuǎn)速達到自由控制的目的。所以電機調(diào)整設(shè)備將會首選變頻技術(shù)與裝置。

如果電壓不變，僅改變電源的頻率，將會導(dǎo)致電機燒壞的問題。所以在改變電源頻率時，要對電壓進行同時改動。在電機開動時，變頻控制器的輸出電流與起動轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩都要小于工頻電源驅(qū)動時的電機時的數(shù)值。工頻輸入電源中，起動與加速沖擊電流都比較大，會達到額定值的7倍左右。在使用變頻時，所進行的沖擊會小一些，僅為額定值的1.3倍左右，這大大降低了能耗，延長了電機的使用時間。

電機轉(zhuǎn)速快時，風機與泵類的輸出流量就會越大，輸出壓力與轉(zhuǎn)速平方成正比，所消耗的功率則與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，當流量減低十分之一時，電機的功耗則可以降低三分之一，通過變頻調(diào)速技術(shù)改變了電機的轉(zhuǎn)速，也就改變了風機與泵類的流量，通過此種調(diào)節(jié)，可以將閥門或擋板開度調(diào)節(jié)到最大值，減少管道阻力，降低中間環(huán)節(jié)的能量消耗，提高能源利用率。

3、高壓電機節(jié)能變頻改造技術(shù)存在的問題

高壓電機節(jié)能變頻改造技術(shù)始于二十世紀九十年代，國內(nèi)的電力企業(yè)為了解決實際生產(chǎn)過程中所出現(xiàn)的問題，開始大面積使用高壓電機節(jié)能變頻改造技術(shù)，以保證電力供應(yīng)的質(zhì)量和效率。然而，從實際應(yīng)用的情況來看，該項技術(shù)存在的問題也較為突出。以風機和泵類為例，作為重要的電力系統(tǒng)輔助設(shè)備，風機和泵類都是通過擋板和閥門來進行調(diào)節(jié)的，而擋板和閥門要維持正常的運轉(zhuǎn)，本身的能源消耗就比較大。此外，擋板和閥門并不耐用，在使用過程中很容易出現(xiàn)損壞，這就大大地增加了設(shè)備修理和更換所帶來的成本開銷，影響了企業(yè)的經(jīng)濟效益。此外，從實際的節(jié)能效果來看，高壓電機節(jié)能變頻改造技術(shù)對于降低高壓電機運行過程中的故障率所起到的作用依然十分有限，出現(xiàn)故障的情況也沒有得到根本性的好轉(zhuǎn)。在通過變頻解決了電機運轉(zhuǎn)速度問題的同時，卻又因為風機和泵類等其他方面的問題而影響到了電機的使用壽命，這些都對高壓電機節(jié)能變頻改造技術(shù)的效果造成了不良的影響。因此，高壓電機節(jié)能變頻改造技術(shù)仍需在實踐中不斷完善。

4、發(fā)電廠高壓電機的節(jié)能變頻改造

4.1應(yīng)用優(yōu)越性

應(yīng)用優(yōu)越性是電廠高壓電機節(jié)能變頻改造技術(shù)應(yīng)用的重中之重。在應(yīng)用優(yōu)越性的分析過程中，電力系統(tǒng)工作人員應(yīng)當注重通過高壓電機變頻改造技術(shù)的應(yīng)用來確保其具有優(yōu)秀的軟啟動功能。除此之外，在應(yīng)用優(yōu)越性的分析過程中由于高壓變頻器不需要功率補償并且其自身的輸入功率因素在95%以這種作用將會提高電網(wǎng)的功率因素，因此這意味著能夠有效的減少其不做功時的損失，最終能夠在此基礎(chǔ)上促進發(fā)電廠高壓電機節(jié)能變頻改造技術(shù)應(yīng)用可靠性和精確性的日益提升。

4.2科學節(jié)約消耗

對本項技術(shù)改造而言，其主要的一個內(nèi)容就是要科學地節(jié)約消耗，從這一層面來提升發(fā)電廠的經(jīng)濟效益。以下分析了變頻器節(jié)能改造：變頻器提供的開關(guān)量信號有8個： 1）變頻器待機狀態(tài)指示：表示變頻器己待命，具備啟動條件。 2）變頻器運行狀態(tài)指示：表示變頻器正在運行。 3）變頻器控制狀態(tài)指示：開關(guān)閉合表示變頻器為遠程控制：開關(guān)斷開表示變頻器為本地控制。 4）變頻器輕故障指示：表示變頻器產(chǎn)生報警信號。 5）變頻器重故障指示：表示變頻器發(fā)生重故障，立即關(guān)斷輸出切斷高壓。 6）電機在工頻旁路：表示電動機處于工頻旁路狀態(tài)。7）高壓開關(guān)允許合閘信號。8）高壓開關(guān)分閘信號。

變頻器提供的模擬量信號有2個：1）變頻器輸出轉(zhuǎn)速（實際是頻率換算過來的信號）。2）變頻器電機電流。DCS給變頻器提供的模擬量信號有1個：變頻器轉(zhuǎn)速給定值。DCS給變頻器提供的開關(guān)量信號有2個：1）啟動指令：3秒脈沖閉合時有效，變頻器開始運行。2）停機指令：3秒脈沖閉合時有效，變頻器正常停機。

4.3額定值保障

事實上，從理論與實踐中可以明顯發(fā)現(xiàn)，額定值保障屬于此類技術(shù)改造運用的基本前提與基礎(chǔ)。如果沒有額定值保障，一切將無從談起。電力系統(tǒng)運行操作人員在進行額定值保障過程中必須要明白：一旦保持了電壓的整體穩(wěn)定，而只把電源頻率改變的話，就會有電機燒毀的可能性，而且會比平時更大，這就要求操作人員在改變電源頻率的同時必須要同步改變電壓。而且，在實際的額定值保障過程中，如果想開動電動機，就有必要保證來自變頻控制設(shè)備的最大轉(zhuǎn)矩、啟動轉(zhuǎn)矩以及電流等參數(shù)均要比工頻電源驅(qū)動過程中的電機參數(shù)低，而且同樣要保證工頻輸入電源內(nèi)的啟動、加速沖擊電流等數(shù)值要相對較大，通常要求必須6倍于額定值。之所以如此要求，是因為這樣可以顯著提升發(fā)電廠高壓電機節(jié)能變頻改造技術(shù)的實際運用水平。

總之，電力企業(yè)要在電力系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的過程中實現(xiàn)節(jié)能減耗，首先要做的就是對高壓電機進行節(jié)能改造，使其運轉(zhuǎn)的效率得以提高，使用壽命得以延長。因此，高壓電機節(jié)能變頻改造技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，對于電力企業(yè)的經(jīng)濟、社會效益而言，具有十分重要的意義。

參考文獻

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