兩種高壓變頻器的應用比較

1. 變頻器的應用形式比較

　　根據凝泵與一次風機的運行特點和系統結構，我公司在凝泵和一次風機的變頻應用形式上存在著較大的差異。2臺機組凝泵都采用2泵公用一臺變頻器的應用形式，而一次風機都采用一機一變頻器的應用形式（其一次電氣接線圖如圖一、二所示）。

正常運行時K40、K410斷路器合上QF1斷路器斷開，#1凝泵處于變頻運行狀態，斷路器K420、QF2分開，凝泵聯鎖投入，#2凝泵處于工頻聯鎖備用狀態。當變頻運行的凝泵因變頻器故障跳閘時另一臺凝泵會聯鎖工頻啟動。為了防止剩余電荷對變頻器的損害在DCS操作系統中設計有邏輯閉鎖，即只有在合上變頻器下口斷路器K410或K420后才能合上斷路器K40。采用兩機公用一變頻器的應用形式不僅能最大限度的利用變頻器，而且可以大量節約電廠技改費用的投入；但是由于兩臺設備公用一臺變頻器因此對于設備的定期切換就顯得較為繁瑣。當變頻泵跳閘時備用泵工頻聯鎖啟動后對凝結水管道的沖擊較大。

　　一次風機變頻運行時，斷路器QF合上刀閘K421、K422合上，K423處于斷開位。當變頻器故障時需人工手動切換成工頻運行。為了防止誤操作的發生刀閘K422和K423間裝有機械閉鎖裝置，即在同一時間里刀閘K422和K423只能有一個處于合上狀態。一機一變頻器的應用形式是最基本的應用方式，相對于兩機公用一變頻器的應用形式其技改費用投入較高。

　　2. 變頻器的產品特性比較

　　北京利德華福和美國羅賓康公司生產的變頻器同屬于高-高電壓源型變頻器。變頻器輸入采用多脈沖整流無需輸入濾波器，其輸出波形接近于完美的正弦波，對電網的諧波影響較小；兩種變頻器同采用無速度傳感器矢量控制方式能滿足動態響應較高的負載；都具有功率單元旁路的功能，能夠旁路個別故障功率單元保證系統無間斷運行；功率單元都采用模塊化的設計構造，可以方便的更換故障功率單元且更換故障功率單元的時間短；額定負載下變頻器的效率都在96%以上。

         
表一是北京利德華福公司變頻器與美國羅賓康公司變頻器的性能對照表，相對于羅賓康變頻器而言北京利德華福公司變頻器有如下特點：

　　1. 利德華福公司變頻器的單元欠壓能力較大。A06/130型變頻器的單元最大欠壓為-35%，而Perfect Harmony Drive31000159.00的單元最大欠壓為-30%。較大的欠壓能力對于電廠輔機的安全性極為有利。

　　2. 利德華福公司變頻器的過載能力較大。當變頻器過載120%延時1分鐘保護跳變頻器，過載150%延時3秒鐘保護跳變頻器，過載200%立即保護跳變頻器。

　　3. 利德華福公司變頻器的操作界面更友好。A06/130型變頻器采用全中文操作系統，且操作界面的設計更加符合中國人的操作習慣，便于運行人員操作。

　　4. 北京利德華福公司變頻器的產品報價相對于美國羅賓康公司變頻器的價格要低很多。

　　3. 經濟性比較

　　自2003年投入變頻器運行以來，我公司的發電成本得到了大幅度的降低。特別是對凝泵電機的變頻改造尤為成功，無論是在額定負荷還是在部分負荷其節電能力都是十分顯著的。下表是凝泵和一次風機變頻器改造前、后兩年6月份各工況下，設備用電的電流對比表。

       從表二的統計數據可以看出，利用變頻器的節能效果是隨著負荷的降低其節能效果越明顯，機組負荷在150MW時，凝泵變頻運行比工頻運行節電77.6%，2臺一次風機共節電63.6%；額定負荷時，凝泵變頻運行比工頻運行節電33.5%，2臺一次風機共節電20.4%。

　　我公司機組平均負荷率一般為70%~80%左右，現以機組年平均負荷210MW，機組年平均運行7000小時計算，凝泵變頻改造全年可節約電量：
   
　　一臺一次風機全年可節約電量：
    
　　以每度電0.3元計算，一臺凝泵變頻運行一年可為公司節約發電成本約93.7萬元，兩臺一次風機運行一年共可節約發電成本77.9萬元。

　　4. 可靠性比較

　　我公司在2003年5月份對5號機組的一次風機和凝泵進行變頻改造，繼5號機組改造取得成功后于2004年1月份利用機組檢修的機會對4號機組的一次風機和凝泵進行了同樣的技術改造。

（注：1.統計時間從變頻器初次投運時間計算至2004年10月31日。
　　          2.可靠性統計不與機組可靠性統計同步進行，只是統計變頻器可靠性。）

　　變頻器投入運行以來的可靠性統計數據顯示，6臺高壓變頻器共發生非計劃停運8次，其中5號機組凝泵變頻器發生非停3次，41號一次風機變頻器發生非停3次，42、52號一次風機變頻器故障發生非停各1次。可靠性統計顯示所有變頻器的可用系數都在90%以上，4號機組凝泵變頻器和51#一次風機變頻器的可用系數最高為100%，4號機組41#變頻器的可用系數最低為90.3%； 51號一次風機變頻器連續運行時間最長為9150.3小時，4號機組凝泵變頻器的連續運行時間為6381.5小時。由于4號機組在10月初進行了為期11天的中修，因此4號機組變頻器的運行系數普遍低于5號機組。

　　變頻器應用的可靠性是制約變頻器在電廠大力推廣的瓶頸之一。隨著高壓變頻器技術的不斷提高和完善，變頻器產品可靠性也在不斷的提高。從我公司應用變頻器的可靠性統計數據來看，其可靠程度已達到或接近電廠實際運行的標準。

　　總結

　　從我公司變頻器的應用情況來看，無論是利德華福變頻器還是羅賓康變頻器在我公司的應用都是十分成功的。相比較而言在我公司變頻器技改中，北京利德華福公司高壓變頻器的應用不僅在經濟性方面優于羅賓康變頻器，其總體表現出的運行可靠性也比羅賓康變頻器略微出色一些。而且北京利德華福公司較低的產品價格和出色的售后服務，同樣是吸引應用電廠的重要因素之一。

　　利用變頻節能技術在國外火電企業中是十分普遍的節能應用。隨著高壓變頻器技術的不斷發展和完善，以及高壓變頻器產品價格的不斷降低，電廠輔機的節能降耗正逐漸步入變頻器應用時代。

　　參考文獻

　　[1] Perfect Harmony Series Adjustable Speed AC Motor Drive (air cooled ) Instruction Manual。
　　[2] 利德華福變頻器說明書。

　　作者簡介：
　　駱  偉    工程師   長期從事電廠熱能動力專業技術工作。
　　張  泉    工程師   長期從事電廠熱能動力專業技術工作。