变频调速技术在火电厂风机中的应用
变频器在火力发电厂中的应用
变频器在火力发电厂的应用分析专题目录1. 概述 12. 基本原理 12.1. 基本构成 12.2. 变频器的分类 22.3. 变频器的优点、缺点 22.4. 适用范围 33. 技术经济比较 43.1. 对于本工程一次风机的运行特性分析 43.2. 与其他调速方式的技术经济比较 73.3. 高压变频器不同方案的技术经济比较 83.4. 结论 94. 电磁兼容 94.1. 高压变频器对电网的影响 94.2. 高压变频器对电机的影响 104.3. 采取措施 115. 变频器在设计上的考虑 115.1. 变频器安装地点 115.2. 变频器的电缆选择 115.3. 电动机的散热问题 115.4. 低电压保护 125.5. 电源切换 125.6. 变频器一次电源的设计 121. 概述随着电力系统厂网分家，电厂发电竞价上网的实施，在燃煤电厂的设计上，不仅要考虑在建设时降低初投资和缩短建设周期，而且降低电厂的运行成本也成为了一个重要的考虑因数。
比如适当的提高控制水平，虽然在初期增加了投资，但是一可以减少人员，二能够更好的控制运行指标，降低煤耗，最终从电厂整个寿命期考虑是经济的。
在电气设计中，厂用电率是一个重要的指标，目前主要靠工艺优化设计，降低设备耗电来降低厂用电率。
电气专业虽然通过电气网络设计和设备选择的优化也能降低厂用电率，但效果不明显。
国外电厂的厂用电指标与国内电厂相比，明显要低。
经调查了解到，主要是在辅机的经济运行方面存在差距。
国外电厂的风机水泵已纷纷增设调速装置，而国内除少量汽动给水泵、液力耦合器及双速电机外，其他风机、水泵基本采用定速驱动。
定速驱动在机组负荷偏低时，效率会降低，而调速驱动则能一直保持较高效率。
在各种调速手段中，变频器技术是一种特点比较突出，效率高的一项调速技术。
变频器技术作为一种新兴的技术，随着电力电子技术的发展而兴起。
它通过控制频率来控制转速，调节输出功率，提供了优秀的节能效应。
变频调速及其在火电厂的应用
变频调速及其在火电厂的应用沈阳电力高等专科学校杨庆柏刊载于《辽宁电机工程科普》2000年第10期随着新型电力电子器件的发展，交流变频调速技术已经崛起，它几乎和计算机控制一样，成为现代交流传动调速技术领域的主要标志之一。
1．变频调速原理变频调速也称变频调速系统，它主要由变频器和控制器两大部分组成。
变频调速的基本原理是根据电动机转速与输入频率成比例的关系，通过改变供给电动机三相电源的频率值来达到改变电动机转速的目的。
(1)变频器变频器的作用是将所接收的三相电源(如380V，50Hz)转换为频率可调节的三相电源。
变频器根据其变频的原理分为直接变频和间接变频。
直接变频为交-交变频；间接变频为交-直-交变频。
间接变频是指将交流经整流器后变为直流，然后再经逆变器调制为频率可调的交流电。
交-直-交变频器是由顺变器、中间滤波器和逆变器三部分组成：顺变器就是整流器，它是一个晶闸管三相桥式电路，其作用为将定压定频的交流电变换为可调直流电，然后作为逆变器的直流供电电源；中间滤波器由电抗器或电容组成，其作用是对整流后的电压或电流进行滤波；逆变器也是三相桥式整流电路，但它的作用与顺变器相反，它将直流电变换(调制)为可调频率的交流电，它是变频器的主要部分。
(2)控制器控制器是变频调速的核心，它产生脉宽调制(PWM)波形，驱动变频器中的功率开关管(晶闸管或大功率晶体管)，输出正弦三相交流电，使电机以规定转速运行。
决定开关器件(晶闸管)动作顺序和时间分配规律的控制方法称为脉宽调制(PWM)方法。
用这种方法通过变矩形脉冲的宽度可以控制逆变器输出交流基波电压的幅值；通过改变调制矩形脉冲波形的频率(或周期)可以控制交流基波电压的频率。
控制器输出脉冲的宽度是按正弦规律变化的，即各个矩形脉冲波下的面积接近于正弦波下的面积，因此，逆变器的输出电压就接近于正弦波，这样就能满足变频调速对电压与频率协调控制的要求。
变频控制器由单片机或微处理器通过编程实现控制功能。
变频调速技术在热电厂锅炉风机运行中的应用
变频调速技术在热电厂锅炉风机运行中的应用摘要：根据某热电厂锅炉风机系统运行资料可知，原设计风机功率的选择着重考虑的锅炉最大风量的需求，因此风机的运转速率一直保持在极限状态，很难根据锅炉使用变量进行调整，不但造成了大量的电力能源损耗，同时频繁的启停也会对风机内部元件造成损伤。
因此，为确保锅炉风机系统运行的可控性得以显著增强，管理人员则必须对变频装置给予足够重视。
鉴于此，本文主要分析探讨了变频调速技术在热电厂锅炉风机运行中的应用情况，以供参阅。
关键词：变频调速技术；热电厂；锅炉风机；应用1热电厂锅炉风机原理热电厂锅炉风机一般采用的都是离心式高压风机，按照用途分为引风机和送风机，其中送风机又分为一次风机和二次风机，一次风机是向锅炉里输送煤粉和空气，二次风机是为了加强锅炉里煤粉的搅动，并补充空气，使煤粉充分燃烧，调节锅炉负荷。
而引风机则将废气吸出，保持锅炉内气压平衡，并通过吸出热空气维持锅炉内的温度稳定。
当锅炉的负荷需要增高时，控制程序是先调大二次风机的送风量，再加大煤粉输出量；当锅炉的负荷需要降低时，控制程序是先减少煤粉输出量，再调小二次风机的送风量。
2变频器作用分析变频器对改善锅炉引-送风机电动机的启动特性，延长电动机的寿命起着重要的作用。
电动机的启动方式很多，但用得最多的是在电动机定子绕组中加全电压的直接启动方式。
我们知道电动机的寿命主要取决电机绕组的绝缘，如果绝缘老化受损，就直接影响并缩短电动机的寿命，而导致绝缘老化的主要因素是电动机的绕组温度。
在电机绕组中产生温度的根本要素是电流，从电工学公式w=I2Rt可以看出，当电动机电流大时，其电机绕组中所消耗的电能就越大，由电流产生的热效应Q=0.24I2Rt也就越大，电动机造成的危害就越大。
特别是在全电压启动的情况下，电机定子绕组中的电流可达6倍～7倍的额定电流。
当然，正常情况下电动机的瞬时启动电流对电机绕组绝缘造成的危害是不大的，但当电机所带的负载有区别时，情况就会不一样。
高压变频器在火力发电厂送风机上的应用
来 考 虑 选 取 电动 机 的容量 ， 设 计裕 量 偏大 ， 故 而 在 实 际运 行 中， 载运 行 的 时 间所 占比例 却 非常 轻
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处 于低负荷及变负荷运行状态， 其经济运行直接
关系到厂用电率的高低 。 如果采用高压变频器对
风机进行变频调速， 从而实现对风量的调节以满 足负荷的变动 ， 这样既能满足 生产要求 ， 又可节
加上执行机构机械传动间隙的影响， 挡板开度调
节既不灵敏又不精确， 无法实现流量的快速 、 准
确 调 节。
ｌ 传统挡板调风存在 的问题
火力发电厂在生产过程中， 当发电负荷发生 变化时， 需要对锅炉燃烧工况进行调整 ， 前是 目 通过 改变挡板 的开度来 改变锅炉的给风量进行
调 节， 种 调节 方 式 存在 着 ： 这 １１ 浪 费 电能 ．
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火电厂中风机变频调速技术研究
火电厂中风机变频调速技术研究随着我国经济的快速发展，资源匮乏、经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐。
企业竞争的日益加剧，生产成本的高低决定了企业在市场竞争的地位。
在火电厂中，风机水泵类辅机耗电量很大，从而使厂用电率可高达7%左右，因此推进结构调整，大力推广节能的先进实用技术，有效地节约厂用电，是当前火电厂节能的重要途径之一。
由于电力电子技术的发展，变频技术日趋成熟，火电厂锅炉风压调节已普遍摒弃靠调整配套的风门开度的手段，改而采用变速的电气传动调节，变频调速已成为风机、泵类节能降耗的最佳、首选的电气传动方案。
变频调速的基本原理望亭发电厂一次风机设备本次一次风机14A/B变频改造采用“一拖一”配置，即单套变频器带一台一次风机电机的方案。
高压变频器选用了国电南京自动化股份有限公司型号为ASD6000S01250的产品。
（1）控制电机的启动电流当电机通过工频直接启动时，它将会产生很大的启动电流，甚至达到7～8倍的电机额定电流。
电机绕组的电应力由于此电流值而将大大增加，同时产生热量从而使电机的使用寿命减少。
变频调速因为可以在零速零电压启动（当然可以适当加转矩提升），能使启动电流减小很多，并使绕组承受力得到提高，进一步降低电机的维护成本，电机的寿命则相应增加。
一次风机14A/B改造前，空载启动时，启动电流高达1000A左右。
改造后一次风机采用变频软启动，启动电流260A。
（2）降低电力线路电压波动在电机工频启动时电流剧增的同时电压也会大幅度波动。
电压下降的幅度将取决于启动电机的功率大小和配电网的容量。
一次风机14A/B改造前，启动瞬间，6kV母线电压都会有0.3kV左右的下降，给厂用母线造成很大的冲击，曾经我厂还发生过6kV辅机启动，引起给煤机低电压跳闸的情况。
改造后采用变频软启动，能最大程度上消除电压下降，现在启动过程平稳，对系统几乎没有冲击。
（3）启动时需要的功率更低电机功率与电流和电压的乘积成正比，由于变频软启动后启动电流大幅减小，所以通过工频直接启动的电机消耗的功率将大大高于变频启动所需要的功率。
浅析变频器在火力发电厂中的应用
浅析变频器在火力发电厂中的应用
电动机运行的基本方式是转速不变的定速拖动。
对于控制精度要求不高以及无调速要求的许多场合，定速拖动基本能够满足生产要求。
随着工业化进程的发展，对传动方式提出了可调速拖动的更高要求。
用变频调速装置驱动电动机去拖动风机、水泵及其他机械时，与常规的不调速电机拖动相比，节能效果十分可观。
几十年来工业领域应用的一些单项节能技术，其数量级一般为几个百分点，而采用变频调速技术后，在泵类及机械类工作运行中，可产生30％～40％节能效果，使节能发生了飞跃。
1 变频调速系统负载理论
电力拖动或电力传动系统中，电动机要带动各种机械运转，这些机械就是电动机的负载，负载的性质因机械的不同而异，负载也是被控对象。
对不同的负载，变频调速的内容也不同，需根据控制对象的特点进行应用。
1．1典型负载转矩
被拖动的负载不同，对电动机所提供的转矩性质要求也不同，常把转矩与转速之间的对应关系称为负载转矩特性。
a．恒转矩负载：这类负载有传送带、挤压机等，负载转矩如图1中的直线①。
b．平方转矩负载：这类负载的典型代表是泵与风机。
曲线②给出了这种负载的转矩特性。
负载的转矩与转速的平方成正比。
c．恒功率负载：卷扬机、机床主轴等属于此类负载，曲线③表示了恒功率负载转矩特性。
A点对应的转速与转矩可作为额定量。
B点对应恒功率负载的额定量。
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浅析变频器在火力发电厂中的应用[/align][/b]。
变频技术在电厂泵与风机系统中应用的节能分析
毕业论文题目：变频技术在电厂泵与风机系统中应用的节能分析学院河北工业大学专业热能与动力工程学生姓名指导老师二零一二年四月二号泵与风机的变频节能原理一般泵/风机负载转矩与速度的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。
因此，用变频器改变其转速，可以获得显著的节能效果。
常用出口挡板控制，当开度减小时，阻力增加，不适宜打范围调节流量，在低速区域轴功率减少不多，从节能的角度来看是不适宜的。
若采用入口单板控制，虽然比出口挡板控制流量调节范围广，减小开度是轴功率大体与流量成比例下降，但节能效果仍不及变频调泵与风机的变频节能原理一般泵/风机负载转矩与速度的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。
因此，用变频器改变其转速，可以获得显著的节能效果。
常用出口挡板控制，当开度减小时，阻力增加，不适宜打范围调节流量，在低速区域轴功率减少不多，从节能的角度来看是不适宜的。
若采用入口单板控制，虽然比出口挡板控制流量调节范围广，减小开度是轴功率大体与流量成比例下降，但节能效果仍不及变频调-7-图1中，N1为泵/风机的H-Q特性曲线；曲线1为泵/风机在给定转速下满负荷即系统阀门全开时的扬程（压头）、流量点和效率点的轨迹；曲线2为部分负荷好似，系统阀门部分开时的阻力特性曲线，即泵/风机要克服摩擦，压力随流量的平方而变化。
泵/风机运行工况是泵/风机的特性曲线与管路阻力曲线的交点，当用阀门控制时，由于要减小流量，就要关小阀门，使阀门的摩擦阻力变大，阻力曲线从1移到2，扬程则从H1移到H2，流量从Q1减小到Q2，运行工况点从C1移到C2。
从图1可以看出，流量虽然减小，扬程（压头）却反而增加，轴功率P比调节前减小不多。
若采用变频调速，随着转速下降，扬程（压头）—流量特性变为图2中的曲线1，系统工况点也由C1、变到C2、，代表轴功率的面积比采用挡板调节时明显减小，两者之差即为节省的轴功率，也就是图3中的矩形C2H2C2、H2、的面积。
有泵/风机的相似律可知，当改变电机转速以改变风机转速时，如果保持效率bubiaze流量Q，扬程图1中，N1为泵/风机的H-Q特性曲线；曲线1为泵/风机在给定转速下满负荷即系统阀门全开时的扬程（压头）、流量点和效率点的轨迹；曲线2为部分负荷好似，系统阀门部分开时的阻力特性曲线，即泵/风机要克服摩擦，压力随流量的平方而变化。
高压变频器在火电厂中的应用
高压变频器在火电厂中的应用摘要：基于火电厂节能降损、经济运行发展目标，文章提出将高压变频器应用于火电厂吸风机系统中，通过各个技术措施的实施，达到了预期效果，值得参考和借鉴。
关键词：高压变频器；火电厂；吸风机引言火电厂既是电能生产者，又是电能消费者，特别是拖动发电厂机、炉辅助设备如给水泵、射水泵、送风机、吸风机、排粉机等机械设备的电动机耗电量达到了厂用电的80%左右。
在厂网分开，发电企业市场化程度加剧的背景下，必须通过高压变频器在火力发电厂风机、水泵类辅机的应用来实现变频调速节能改造，以提高火电厂的整体经济、社会效益。
1在火电厂中应用高压变频器的意义1.1基本原理1.2现实意义2 工程概况某火电厂两台125MW火力发电调峰型机组日常运行时大约为满负荷的80%，通过人工挡板调节来实现机组辅机设备吸风机的出力调节。
机组满负荷运行时，由于引风机冗余功率较大，吸风机入口挡板开度约为60%。
而机组调峰时，吸风机入口挡板开度约为40%，可见能力损失高，工作效率低。
另外，采用挡风板进行风量控制引起的阻力损耗也造成厂用电率高，对机组的经济运行产生了不利影响。
因此，为了适应厂网分开、竟价上网的电力体制，实现节能降耗大体趋势，需将高压变频器调速装置应用于吸风机。
3.高压变频器应用要求基于吸风机的工作特点，变频调速系统在应用时需要满足以下主要要求：第一，要求变频器工作可靠性高，能保证长期运行无故障。
第二，要求变频器有旁路运行功能，一旦出现故障，保证电动机能切换到工频状态持续运行。
第三，调速范围大，工作效率高，具有逻辑控制能力，可以自动按照吸风周期升降速。
第四，设有共振点跳转装置，能使电机避开共振点运行，让风机不喘震。
4.高压变频器应用技术分析为了达到电气节能和工艺优化的目的，高压变频器应用过程中主要采取以下技术措施。
4.1 电力电缆选型要点及敷设要求变频器通过电缆将频率改变后的电量输送到电动机，因为各相电缆对地之间均存在电容，运行过程中电缆各相的对地电容电流是不相等的。
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变频调速技术在火电厂风机中的应用
摘要:风机在火电厂能耗中占有很大的比例,本文对目前风机运行的工况及存在的问题进行分析,对变频调速风机技术的原理和优势进行了分析总结,并通过火电厂风机改造的实例做了对比性实验,证明变频调控可以获得良好的运行性能和经济效益,同时对改造中需要注意的问题进行了总结。
关键词:火电厂风机变频调速
随着我国日益紧迫的节能减排政策的实施和发电企业商业化,降低火电厂厂用电率成为节能减排和降低发电成本的一个重要环节。
在火力发电厂的各类设备中,风机、水泵类设备占了绝大部分,也是最主要的耗电设备,其耗电量约占厂用电的65%～70%。
本文通过对目前风机耗电存在的问题进行了分析,对变频调控技术的原理进行研究,并分析了其经济效益。
1 风机目前存在的问题
目前风机的调节多采用传统的调节方式,即在风机恒速的条件下,通过改变挡板的开导进行调节。
这种调节方式存在以下几点问题:
(1)多数设备长期处于低负荷运行状态,设备容量不能充分利用,效率低下;
(2)采用改变挡板开度调节风量,挡板功耗大,造成能源浪费;同时
经常变动挡板容易损坏设备,造成维修量和维修费用增加;
(3)在启动时对电机的冲击大,降低了电动机的使用寿命;
2 变频调速的原理及优势
异步电动机轴转速的表达式可以表示为:n=(1-s)×60×f/p。
式中:n—电动机转速,r/min;f—电动机定子供电频率,Hz;p—电动机极对数;s—转差率。
从中可以看出转速与电源频率成正比关系,通过改变电源的输入频率可以调节风机的转动速度。
变频调速的优点具有:
(1)变频调速可以节约原来损耗在挡板截流过程中的大量能力,大大提高了经济效益。
从目前的技术调价看,变频调速在节能方面的性价比相对来说还是比较好的;
(2)采用变频调速后,课实现软启动,电机的无功功率通过变频器直流环节的滤波电容进行了瞬时补偿,其输入功率因数可以达到0.95以上,对电网和机械负载的冲击都不存在了,大大延长了风机的使用寿命;
(3)采用变频调速后,控制器输出的信号直接通过变频器调节电机转速,平稳地调节风量,形成闭环控制,进行自动调节。
同时还具有线性
度好,响应快,精度高等特点。
3 变频调速的应用
与传统的电磁滑差离合器调速、液力耦合调速和液力离合器调速相比,变频调速电源的运用可以大量的节省投入成本。
如某火电厂于2007年10月对风机进行了变频调速改造,现以160kW的风机为例进行效能分析。
变频器为SIMOVERTMV系列6kW/600kV A/12脉冲变频器,改造前后风机的节能比较如表1所示:
从表1中,我们可以看出:(1)与挡板调节相比,采用变频调速风机转速可以减少耗电量,节约电能;(2)通过对风机在不同负荷比下的节电效率的对比可以发现,主机负荷比越小,节电效果越明显,即风机主机功率越小,变频调速的优势越明显。
4 变频调速器的安装注意点
(1)变频器输入谐波对电力系统的影响。
如果变频器输入电流的谐波过大,就会对火电厂的电力系统产生一定的危害,如继电保护装置
误动作就会导致大面积的停电;增大电机、变压器的损耗,严重时甚至会烧坏,因此应尽量采用多脉冲整流。
(2)变频器输出波形对电机的影响。
变频器输出质量不好的波形,会严重影响电机的使用寿命,如输出的谐波会导致电机发热或转矩脉动;输出dv/dt,共模电压会影响电机的绝缘,因此应多采用多电平或加装输出滤波器进行改善波形的质量。
(3)要能够承受一定的电压波动。
火电厂的电压并不是固定的,而是经常会出现一些低于正常值的波动,如在大电机启动、厂用电源切换、故障恢复等过程中电压经常会低于正常值。
所以,变频器要能够承受电压波动,避免出现频繁关断的情况。
实践证明,在火电厂中采用变频调速技术控制风机转速是可行的,且具有良好的运行性能和经济效益。
随着电力技术和计算机控制技术的提高,变频调速技术必将得到更加广泛的应用。
参考文献
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