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山东通风降温设备火电企业常用的高压电动机调速技术应用的比较PL
摘 要：今朝，在我国随着火力发电企业深化改造、竟价上网的周全展开，若何下降发电成本，下降厂用电率，增强内部经管，挖潜节能，提多发电企业竞争能力，已成为火电企业迫切需要解决的问题。本文就火电企业经常使用高压电念头调速技术进行深进细致的分析，并就其在现实运用中的优错误谬误提出了自己的看法。
1、 引言
今朝随着国平易近经济稳定延续的成长，我国的能源生产和能源消费已进进
世界前列，但由于能源哄骗技术和新材料运用技术的落后，在我国的火电企业中能源的哄骗效率十分低下。是以，随着火力发电企业深化改造、竟价上网的周全展开，若何下降发电成本，下降厂用电率，增强内部经管，挖潜节能，提多发电企业竞争能力，已成为火电企业迫切需要解决的问题。
在现今的火电企业中，把电能转化为机械能以完成机组的运行基本都是经由过程电念头来实现的，电念头消耗的电能在火电企业的整体能耗中所占比例十分庞大。是以，若何削减电念头能耗，已成为火电企业节能降耗，减低厂用电率的重要矛盾。
依照传统的机电拖动原理，直流电念头依靠机械式换向用具有优良的静、动态性能指标，同时具有优秀的调速性能，但由于直流电源工程复杂，年夜容量电源供给坚苦，同时直流电念头由于结构复杂、造价高、维修工作量年夜、容量 转速受换向条件的制约，在年夜容量的装备工程中没法运用。相反，交流电念头结构简单、事故率低、维修利便在火电企业中获得了普遍的运用，但交流电念头调速相对坚苦，哄骗简单的调速方案各类性能指标不能到达满意的使用效果。随着能源哄骗技术和新材料运用技术的完善，交流电念头哄骗完整靠得住的调速工程，使调速性能差的错误谬误完全获得克服，极年夜的增强了装备的平安稳定运行能力，也为火电企业实现节能降耗变得加倍可行。
本文针对火电企业的主要能耗装备—高压电念头，从调速技术运用成长进手，详实细致的分析了各类交流电念头调速工程和装备的现实运用状态，并就其在现实运用中的优错误谬误说明了自己的看法。
2、 交流异步电念头调速原理
由于火电企业机组负荷随供电量的变化需要不竭调整，使泵和风机的转矩和输出功率随之变化，传统的调理是经由过程阀门和档板的开度来实现的，电念头始终处于全速运行状态，是以存在严重的节省消耗，晦气于经济运行。依照流体力学的理论，泵和风机的转矩与转速二次方成正比，其功率与转速三次方成正比，是以调整其拖动装备—电念头的转速就可到达节能的目的。
凭据电磁感应原理，交流异步电念头定子三相绕组距离120°的相角，当经由过程三相电流后，在定子线圈中将发生旋转磁场，依照电念头的基来源根基理其旋转磁场的转速知足下式：
n0＝60f/P （r/min）
式中，f为交流电源的频率，P为电念头的定子级对数
由于交流异步电念头的转差率为
S= n0-n/n0
是以获得交流异步电念头的转速为
n= n0 (1－S)=60f/P(1－S)
式中 n0——电念头同步转速
n——电念头异步转速
S——电念头的转差率
凭据上式可知，电念头的转速随着电源频率f或电念头极对数P或电念头的转差率S变化，是以经由过程调整电源频率、电念头极对数和电念头的转差率都可实现电念头的调速。
3、 高压电念头调速技术的运用
依照今朝电力工程电气设计尺度，火力发电厂各类工艺负荷如需配套200KW以上电念头均需使用6KV电压品级的高压电念头，随着单机容量的不竭加年夜，高压电念头在火力发电厂的运用越来越普遍，已成为企业厂用电工程的主要用户。是以，下降高压电念头的能耗成为下降企业厂用电率的关头。
1、 高压电念头变极调速
依照上述公式，在频率和转差率不变的情况下，电念头的转速同极对数成
反比，所以改变电念头绕组的极对数就能够到达调速的目的。今朝，电念头制造厂家凡是是经由过程在一套电念头定子绕组哄骗中心抽头来改变绕组的接法以实现两种转速，这就是在电力企业中运用较为普遍的所谓双速机电。另外，也有经由过程在定子槽中嵌放两套自力的分歧极对数的绕组，而每套绕组又有分歧的接线方式，以实现三速或更多速度变化的电念头。这类调速方式将使电念头的体积增年夜，自己成本增加，同时由于只能一级一级的改变转速，不能实现平滑调速，一方面其调速范围很窄，一方面在速度变化进程中将给定子绕组带来冲击，影响电念头的使用寿命。是以，这类方式在火电企业的现实运用中只能做为年夜负荷变化时的整体速度调理，对企业的整体节能效果不年夜。
2、 高压电念头变转差率调速
改变电念头转差率以改变电念头转速的方式可分为定子电压调整法、转子
串电阻法、串极调速法、电磁转差离合器调速法和液力耦合器调速法等几种。今朝在火电企业中运用较多的为串极调速和液力耦合器调速，下面就这两种方式做重点分析。
（1） 转子串极调速
这类调速方式经由过程在转子回路中串进一个同转子电动势频率不异的三相对称的附加电动势，从而调整转子回路的电动势和电流年夜小，使异步机电部门转子能量回馈至电网，以改变转子滑差可实现电念头调速。这类方式必需使用绕线式异步电念头，哄骗嵌装于定子绕组中的反馈绕组，采用可控硅技术改变附加电动势的年夜小来实现电念头调速。由于其没有突破电念头的同步转速，所以只能在同步转速以下范围进行调速，调速范围一般在70%-95%左右，调速范围窄。另外现在现场几近都采用鼠笼式异步电念头，需更换机电很是麻烦，串级调速机电受转子滑环的影响，不能做到很年夜功率，滑环维护工作量也较年夜。同时可控硅技术容易造成对电网的谐波污染；随着转速的下降，电网侧功率因数也变低，需要时需接纳措施进行抵偿。其优点是变频部门容量较小，比其他高压交流变频调速技术成本稍低。由于其调速性能一般，且需要更换电念头，是以今朝在火力发电企业的运用其实不普遍。
（2） 液力耦合器调速
液力耦合器主要由泵轮、涡轮和旋转内套组成。经由过程在机电轴和负载轴之间加进叶轮，调理叶轮之间液体（通常是油）的压力，到达调理负载转速的目的。这类调速方式实质上是转差功率消耗型的做法，是经由过程纯机械方式进行转速调整的方式，存在一定的机械磨损和机械阻力，其效率随着转速下降越来越低，由于受执行机构和液压机构的限制，调速精度没法保证，自动调整十分坚苦，同时其需要断开机电与负载进行安装，并需要一整套液压油工程，维护工作量年夜，过一段时间就需要对轴封、轴承等部件进行更换，现场一般较脏，属淘汰技术。但由于其成本较低，并可以由工艺制造厂家直接配套供货，是以在一些新建机组中依然时有益用。随着高压交流变频调速技术的成长，在一些重要和年夜型火电企业中，这类调速技术和装备已在慢慢淘汰。
3、 高压电念头变频调速
变频装配是近几年随着节能和新材料运用技术同步成长起来的新兴技术，近
三年来成长十分迅猛，由于其优秀的调速性能，稳定的运行水平，已成为火电企业进行技术改造和节能降耗 下降厂用电率的主流趋向。高压变频装配由于其对工程结构和材料运用的要求较高，其成长有着一个从理论到实践的渐进的进程，下面就几种曾运用较为普遍的高压变频工程和装配进行分析和比力。
（1） 高--低--高型变频器工程
变频器为低压变频器，采用设置装备摆设输进降压变压器和输出升压变压器以实现高压机电的调速。这是高压变频技术未成熟时的一种姑且过渡技术。由于低压变频器电压低，电流不成能无限制的上升，限制了变频器的容量。同时由于输进和输出变压器的存在，使工程的效率下降，占地面积增年夜，同时发生对电网的谐波污染，使输出谐波、dv/dt、共模电压加年夜，工程效率下降。必需加装滤波器才能适用于普通机电，否则会发生电晕放电，使电念头尽缘损坏。
（2） 高--低--低型变频器工程
变频器为低压变频器，输进侧采用变压器将高压变为低压，将高压机电换失落，采用特殊的低压机电。这类做法由于采用低压变频器，容量也比力小，对电网侧的谐波较年夜。在变频器泛起故障时，机电不能投进到工频电网运行，在有些不能停机的场所运用会有问题。另外，机电和电缆都要更换，增加了改造成本，工程量比力年夜。这也是高压变频技术未成熟时的一种姑且过渡技术。
（3） 直接高压变频器工程
随着新材料新工艺的运用，直接高压变频器工程已获得十分普遍的运用，
其不仅能够直接下降厂用电率，下降供电煤耗，增年夜上网电量带来直接的经济效益，而且由于改变了传统的依靠用挡板和阀门调理流量致使效率低下的技术方案，使检修和维护工作量年夜年夜下降，使装备以致机组的平安靠得住性年夜年夜提高，削减了机组故障，同时也下降了电厂的备件和材料成本，从而带来了庞大的隐性经济效益，运用高压变频技术已成为火电企业进行技术改造的主流趋向。今朝，高压变频器按中心直流滤波环节的分歧，基本可分为电压源型和电流源型两种技术门户，其在成本，靠得住性，对电网的谐波污染，输进功率因数，输出谐波，dv/dt，共模电压，工程效率，能否四象限运行等方面各有分歧。
电流源型变频器采用年夜电感作为中心直流滤波环节。整流电路一般采用晶闸管和GTO做为功率器件，经由过程接纳电流PWM控制，以改善输进电流波形，可接纳多重化技术，哄骗12或18脉冲整流技术，保证优秀的输进波形。逆变部门一般使用晶闸管或GTO作为功率器件，采用功率器件串接的方式，到达工程的耐压要求，驱动功率较低。由于存在着年夜的平波电抗器和快速电流调理器，所以过电流庇护比力容易，无需熔断器和熔断庇护电路，削减了器件数目，提高了工程靠得住性。同时，由于采用了对称的整流电路，虽然直流环节电流的标的目的不能改变，但整流电压可以反向(当整流电路工作在有源逆变状态时)，可以使在降速工况下负载反馈的能量回馈电网，实现工程的四象限运行。但由于此类变频器采用器件直接串联，因各器件的动态电阻和极电容分歧，必然会发生动态和静态的均压问题，均压电阻会消耗一部门功率，影响工程的效率。
电压源型三电平变频器采用二极管整流，电容储能，IGBT或IGCT逆变。三电平的逆变形式，采用中心点钳位的方式，解决了两个器件串联的难题，使输出波形比两电平好。这类变频器由于采用高压器件，输出侧的dv/dt仿照照旧比力严重，需要采用输出滤波器，但滤波器会使工程效率下降，同时影响靠得住性，由于输进采用对称三电平整流结构，可做到输进功率可调，输进谐波较低。可以实现工程的四象限运行，具有较好的动态性能。这类变频器的冗余设计比力坚苦，工程靠得住性整体较低。
电压源型功率模块串联多电平变频器采用低压变频器串联的方式实现高压，输进侧采用移相降压型变压器，实现18脉冲以上的整流方式，知足国际上对电网谐波的最严酷的要求。在带负载时，电网侧功率因数可到达95%以上。在输出侧采用多级PWM技术，dv/dt小，谐波少，知足普通异步机电的需要。功率电路采用尺度模块化设计，更换简单，所用器件在采购也比力容易。这类变频器采用低压IGBT作为逆变元件，与采用高压IGBT的三电平变频器相比，功率元件数目较多，但技术上较成熟。由于多重化技术就是每相由几个低压PWM功率单元串联组成，各功率单元由一个多绕组的隔离变压器供电，每一个功率单元承受全数的输出电流，但仅承受1/5的输出相电压和1/15的输出功率，是以基本不存在均压问题，但没法实现能量反馈和四象限运行。由于整流变压器与功率模块的连线较多，是以变压器不能与变频器分隔放置，在空间有限的场所不是很灵活。
4、 竣事语
随着全国节能运动的深进展开，若何节能降耗 下降厂用电率已成为火电企业提高竞争力的一件年夜事。从以上分析来看，直接高压变频器工程出格是具有高压整流逆变元件的电流源型变频器和功率模块串联多电平电压源型变频器以其优秀的调速性能和电源顺应能力具有十分广漠的运用前景，采用这类技术不仅能够到达节能的目的，也能够使装备处于最好的运行状态，年夜年夜提高了运行效率，极年夜地提高了装备的自动化控制水平。但由于今朝此技术采用的元器件价格较高，致使工程的整体价格较高，致使一些企业运用还不十分普遍。随着技术的成长，哄骗直接高压变频器工程势必成为火电企业追求装备稳定运行，减低能源消耗的主流趋向。
参考文献：
1、 李遵基. 变频控制原理及运用. 华北电力年夜学.
2、 李遵基. 高压变频器国内电厂运用实例.北京中能长城控股公司.
对PLC控制工程在火电厂运用中存在的问题进行了分析探讨，具体介绍了电磁干扰问题的防范措施，说明经由过程优化电源工程、PLC工程靠得住接地，可以确认 PLC控制工程稳定运行。
随着计较机和网络通讯技术的成长，PLC(Programmable Logic contller)可编程逻辑控制器)以其壮大的功能和高度的靠得住性在火电厂控制工程中获得了普遍的运用，它的靠得住性关系到火电厂各年夜工程的平安运行，甚至影响到机组和电网运行的平安性和经济性。随着使用年限的增加，在机组运行时代所发生的各类事故中，因PLC工程故障引发的机组事故已占一定的比例，是以PLC控制工程故障及其防范便成为今朝需要思虑息争决的问题。
1 存在问题
发电站的情况空间存在极强的电磁场，发机电的电压高达数千伏、电流高达数百安，开关站的输出电压高达数十千伏或数百千伏。由于现场条件的限制，有时某段数百米长的强电电缆和旌旗灯号线不能有用的分隔，甚至只能在统一电缆沟内。这样，高电压、年夜电流接通和通断时发生的强电干扰可能会在PLC输进线上发生感应电压和感应电流，这类干扰轻则会造成丈量数据显示不准，重则足以使PLC的光电耦合器中的发光二极管发光，致使PLC发生误动作。这类现象在现场经常发生，如：陕西金泰氯碱化工自备电站为3×130t/h+2×25MW火机电组，其中输煤工程、化学水处置工程、水源井工程均运用了带有上位机的PLC控制工程，而在汽锅吹灰工程、除灰、静电除尘、磨煤机稀油站、汽机胶球清洗工程等运用了小型PLC控制工程。输煤PLC程控工程，曾屡次泛起2号A皮带白启动，检查发现其输进、输出回路各有高达57V的感应电压，使其输进光电隔离器(DC24V驱动)动作，致使接触器吸合将2号A皮带启动。随后该电站接纳了抗干扰措施，在负载两头并接了RC涌浪吸收器，到今朝为止再未发生过类似现象。
2 防范措施
PLC内部用光电耦合器、小型继电器和光电可控硅等器件来实现开关量旌旗灯号的隔离，PLC的模拟量模块一般也接纳了光电耦合器隔离措施。这些措施不仅能削减或消除外部干扰对工程的影响，还可以庇护CPU模块，使之免受外部来的高电压的风险，是以一般没有需要在PLC外部再设置干扰隔离器件。
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