高压变频器在锅炉二次风机中的应用

　　1 概述

　　在火力发电厂中，风机和水泵是最主要的耗电设备，且容量大、耗电多。电厂中风机的流量控制是通过调节挡板的开度来实现的，而这是一种经济效益差，能耗大的落后方法，造成设备损坏快，维修难度大，运行费用高。相当部分功率消耗在挡板的截流过程中，从而造成能源的极大浪费。加上这些设备都是长期连续运行和常常处于低负荷及变负荷运行状态，其节能潜力则更加巨大。发电厂辅机电动机的经济运行，直接关系到厂用电率的高低。随着电力行业改革的不断深化，厂网分家，竞价上网等政策的逐步实施，降低厂用电率，降低发电成本提高电价竞争力，已成为电厂努力追求的经济目标。

　　电厂节能环保主要表现在系统高效安全运行和流量的有效凋节等几方面，随着火力发电厂的生产过程经济性方面要求的提高，电厂必须走节能降耗，提高经济效益之路，推广高压变频在电厂风机系统优化运行中有十分重要的社会和经济效益。

　　2 高压变频器的工作原理

　　高压变频器是一种串联叠加性高压变频器，即采用多台单相三电平逆变器串联连接，输出可变频变压的高压交流电。按照电机学的基本原理，电机的转速满足如下的关系式：n=(1一s)60f/p=n。×(1一s)(P：电机极对数;f：电机运行频率;s:滑差)从式中看出， 电机的同步转速n。正比于电机的运行频率(n。=60fp)，由于滑差s一般情况下比较小(0-0.05)，电机的实际转速n约等于电机的同步转速n。，所以调节了电机的供电频率f，就能改变电机的实际转速。电机的滑差s和负载有关，负载越大则滑差增加，所以电机的实际转速还会随负载的增加而略有下降。

　　变频器本身由变压器柜、功率柜、控制柜三部分组成。三相高压电经高压开关柜进入，经输入降压、移相给功率单元柜内的功率单元供电，功率单元分为三组，一组为一相，每相的功率单元的输出首尾相串。主控制柜中的控制单元通过光纤时对功率柜中的每一功率单元进行整流、逆变控制与检测，这样根据实际需要通过操作界面进行频率的给定，控制单元把控制信息发送到功率单元进行相应得整流、逆变调整，输出满足负荷需求的电压等级。

　　2.1 移相式变压器

　　移相变压器的副边绕组分为三组，构成X脉冲整流方式;这种多极移相叠加的整流方式可以大大改善网侧的电流波形，使负载下的网侧功率因数接近1。另外，由于副边绕组的独立性，使每个功率单元的主回路相对独立，这样大大提高了可靠性。

　　2.2 智能化功率单元

　　所有的功率模块均为智能化设计具有强大的自诊断指导能力，一旦有故障发生时，功率模块将故障信息迅速返回到主控单元中，主控单元及时将主要功率元件IGBT关断，保护主电路;同时在中文人机界面上精确定位显示故障位置、类别。在设计时已将一定功率范围内的单元模块进行了标准化考虑，以此保证了单元模块在结构、功能上的一致性。当模块出现故障时，在得到报警器报警通知后，可在几分钟内更换同等功能的备用模块，减少停机时间。