高压变频器在发电厂引风机上的应用与节能分析
胡炫，朱虎，杨志
(国电南京自动化股份有限公司，江苏南京211100)
摘要：介绍了风机变频节能的工作原理及高压大功率变频器在电厂引风机上的应用，对变频改造进行了经济效益的分析和比照，发电厂引风机经过变频改造后节能效果明显。
关键词：风机；高压变频器；调速；节能
0 引 言
引风机是火电厂重要的辅助设备之一。随着发电负荷的大范围调整，引风机的风量需要随着发电负荷的变化而改变，其经常在工频状态下低效率运行，导致大量的能量浪费在风道挡板上。采用高压变频技术不仅可以减少能源消耗，而且可以有效控制实时变化的风量。锅炉送引风机是目前火电厂中应用高压变频调速技术进行节能改造的主要对象，其功率等级一般为315～2 500 kw，电压等级为6 kV、10 kV。由于风机的
调速范围宽，节能潜力大，使用高压变频改造，可以达到较高的经济性和技术性。
l 变频节能原理概述
1．1变频器工作原理
异步电动机的转速决定于电动机的极数与供电频率，如式(1)所示：
式中：n,f——分别为电机转速，供电频率；
np,s——分别为电机的极对数，滑差。
由式(1)可知，转速与频率成正比，变频器就是通过改变电机电源输入频率而改变电机转速的调速装置。
1．2风机应用变频的节能原理
根据流体力学的知识可知，对于风机存在如下关系：
式中：Q，p——分别为风量，风压；
n，T——分别为转速，转矩；
P——轴功率。
从式(2)可看出，风机的风量和转速成正比，风压与转速的2次方成正比，而轴功率与转速的3次方成正比。当需要的风量减小时，改变电机的转速，理论上电机的能耗将以其3次方的速率下降。当风机转速降低以后，其轴功率以转速的3次方的速率降低，驱动风机、水泵的电动机所需的电功率亦可大大减少，因此调节转速是风机节
能的重要途径。
图l列出了风机采用多种调节方法的功率消耗效果曲线，从中可以看出，风机在变工况运中，调节深度愈大，节能效果愈显著，电机耗用功率越接近理想曲线，就越节能。在这里只有变频调速曲线最接近理想曲线，其运行能耗****，节能效果****。另外，由于变频调速方式在频率范围、动态响应、低频转速、转差补偿、功率因数、工作效率等方面的优势也是传统的交流调速方式所无法比拟的，因此风机采用变频调速节能是现今调速方式的****选择。
2工程应用方案
江苏华电扬州发电有限责任公司在7#机组的引风机上应用ASDl6000s系列高压大功率变频器进行了技术改造，取得了明显的节能效果。
AsD6000s系列高压大功率变频调速系统是适用于6 kV电压等级三相交流异步电动机调速的电力变换装置。它采用多个功率模块串联而成，通过将多个低压功率模块的输出叠加起来得到高压输出，具有谐波小、可靠性高等技术特点。引风机参数如表l所示。
引风机电动机变频改造系统的主电气接线图如图2所示。
依据改造设计原则，系统改造采用一拖一的方案。原工频控制回路保持不变，增加工／变频切换回路及变频控制装置。当引风机需要变频运行时，合变频器输入隔离刀闸K2及输出隔离刀闸K，，断开旁路隔离刀闸K1，由变频器实现引风机起停及转速控制，从而实现风量调节。当变频线路出现故障，引风机工频运行时，合旁路隔离刀闸K1，断开变频器输入隔离刀闸K：和输出隔离刀闸K3，由原系统实现风机起停及控制。隔离刀闸K2、K3与K1及电源开关QF1之间实现机械和电气联锁，有效防止各种运行方式下的误操作。
3经济效益分析
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