1 概述 洛陽(yáng)雙源熱電有限責(zé)任公司2Ｘ420t/h鍋爐，由于一年四季的供汽量變化較大，致使機(jī)組經(jīng)常處在低負(fù)荷狀況下運(yùn)行，甚至停運(yùn)一到二臺(tái)鍋爐。該公司除灰系統(tǒng)共安裝兩臺(tái)沖洗水泵，其電動(dòng)機(jī)額定功率250KW，額定電壓6KV，該容量是按照一臺(tái)電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)足最大運(yùn)行工況而設(shè)定的，當(dāng)?shù)拓?fù)荷甚至部分停爐時(shí)，沖洗水泵流量過(guò)大，浪費(fèi)沖洗水，用沖洗水泵的出口閥門(mén)來(lái)調(diào)節(jié)流量，不但增加出口壓力和揚(yáng)程，還會(huì)帶來(lái)以下問(wèn)題： （1）加大閥門(mén)和管道的沖刷，降低使用壽命； （2）截流調(diào)節(jié)，能耗高； （3）閥門(mén)調(diào)節(jié)，其流量控制精度有限； （4）無(wú)法實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制； （5）運(yùn)行維護(hù)工作量較大； 根據(jù)以上分析，沖洗水泵調(diào)速運(yùn)行十分必要。由于場(chǎng)地限制，無(wú)法裝設(shè)液力耦合器，最后決定采用成都東方凱奇電氣公司研制的DFCVERT-MV高壓大功率變頻器，對(duì)沖洗水泵進(jìn)行變頻調(diào)速運(yùn)行。 2 裝置原理及特點(diǎn) 2．1高壓變頻器的種類(lèi) 隨著低壓變頻器工業(yè)運(yùn)行，其產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性都達(dá)到較高水平。但是對(duì)于≥3KV的高壓電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，采用變頻器調(diào)速還是比較麻煩的事情。從成熟的變頻器系列可以看出，其單只電壓是阬為690V，用于高壓電動(dòng)機(jī)必須面臨升壓?jiǎn)栴}。一種方法是先通過(guò)降壓變壓器把高壓電源變?yōu)?90V，變頻器變頻后再經(jīng)升壓變壓器升高電動(dòng)機(jī)額定電壓，這就是所謂的“高-低-高”方式和高壓變頻器（圖1）。從其原理可以看出，經(jīng)過(guò)降壓、升壓再次變壓，電能損失較大，特別是變頻器輸出頻率變化較大（30%-110%工頻），為防止升壓變壓器過(guò)激磁必須按照最低的工作頻率設(shè)計(jì)，勢(shì)必將升壓變壓器的磁通面積加大，使得升壓變壓器造價(jià)提高而整體價(jià)格提高。 另一種方法是高壓電源經(jīng)特制的秀色可餐變壓器進(jìn)行隔離。它的副邊每相均由N個(gè)二次線(xiàn)圈組成，分別供給該相的N個(gè)功率單元，整套變頻器共有3N個(gè)單元。N個(gè)功率單元的輸出回路串聯(lián)，輸出電壓達(dá)到電動(dòng)機(jī)的額定電壓。該方法簡(jiǎn)稱(chēng)為“高-高”變頻器，我們?cè)贚R電廠除灰系統(tǒng)改造工程就是采用這種變頻器，下面詳述之。 2．2“高-高”變頻器主要原理 以L(fǎng)R電廠除灰系統(tǒng)改造工程中采用的變頻器為例。改造方案是由#2泵仍采用原有工頻運(yùn)行方式，#1泵改變頻運(yùn)行.由高壓廠用配電裝置送來(lái)的三相6KV電源，由其副邊每相的6個(gè)（在這里N取6）二次線(xiàn)圈逐個(gè)移相10，供電給6個(gè)功率單元，各功率單元為常規(guī)交-直-交電壓型逆變器，輸入側(cè)為三相全橋二級(jí)管整流，中間為電容濾波環(huán)節(jié)，輸出側(cè)為IGBT單相全橋?？刂艻GBT的通斷，即可在A、B兩點(diǎn)之間得到PWM波形，6個(gè)功率單元相疊加進(jìn)行波形合成，即可輸出高電壓正弦波給感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。每個(gè)功率單元的承受電壓為577.5V，串聯(lián)后的相電壓為3465V，所對(duì)應(yīng)的線(xiàn)電壓為6KV。這樣變頻器可以方便地使輸出頻率從0-50Hz連續(xù)可調(diào)，使感應(yīng)電動(dòng)機(jī)從零至額定轉(zhuǎn)速連續(xù)無(wú)級(jí)調(diào)速運(yùn)行。 2．3裝置性能及特點(diǎn) （1）曲折變壓器是一種特制的干式變壓器，采用常規(guī)的疊層中心體，一個(gè)初級(jí)繞組和6個(gè)軸向有一定距離的二次繞組。每個(gè)二次繞組各接一個(gè)大功率逆變器單元，所有的整流橋均為二極管整流，任何負(fù)載下，都不會(huì)產(chǎn)生波形畸變，使電壓和電流均為正弦波；采用二次線(xiàn)圈的逐個(gè)移相技術(shù)，進(jìn)一步削弱寄次諧波，滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)諧波分量的限制要求（6KV時(shí)電壓總諧波畸變率為4%）。 （2）由于變壓器副邊的6個(gè)繞組彼此獨(dú)立，使每個(gè)大功率逆變器單元的主回路相對(duì)獨(dú)立近似常規(guī)低壓變頻器，便于采用現(xiàn)有的成熟技術(shù)。 （3）輸出側(cè)由每個(gè)功率單元的輸出端子首尾相連組成一相，三相星型接法向電動(dòng)機(jī)供電。6級(jí)功率單元串聯(lián)，波形合成，保證了較高的功率因數(shù)（cosø>0.95）和高效率（η>0.95）。 （4）功率單元采用模塊化結(jié)構(gòu)在6級(jí)串聯(lián)系統(tǒng)中，18個(gè)模塊結(jié)構(gòu)完全一致，保證了功率單元的互換性。 （5）脈沖寬度調(diào)制（PWM）輸出變頻、變壓都是由逆變器來(lái)承擔(dān)，通過(guò)改變脈沖來(lái)控制輸出電壓；通過(guò)改變調(diào)制周期控制輸出頻率。因此逆變器的直流電源可采用不可控整流，使其輸出電壓懶定不變可以提高功率因數(shù)；對(duì)每個(gè)單元采用PWM控制，然后進(jìn)行波形重組，輸出較完美的正弦波形，交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在這樣的波形下可以滿(mǎn)容量運(yùn)行。 （6）采用IGBT作為主回路開(kāi)關(guān)器件，可以提供較高的開(kāi)關(guān)頻率，以減少電流和轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)。IGBT的智能驅(qū)動(dòng)及保護(hù)技術(shù)，使IGBT可靠地工作，在發(fā)生異常時(shí)及時(shí)判斷確保IGBT的完好。 （7）采用光纖通訊方式實(shí)現(xiàn)主回路和控制回路的完全隔離。采用全數(shù)字化控制方法，控制系統(tǒng)采用可編程控制器，控制信息編碼后經(jīng)光纖串行通訊，可靠性高，搞干擾能力強(qiáng)。 　?。?）通過(guò)功能設(shè)定選擇，可以對(duì)啟動(dòng)方式和運(yùn)行方式選擇。啟動(dòng)方式可選擇正常啟動(dòng)和軟啟動(dòng)方式；運(yùn)行方式可選擇開(kāi)環(huán)運(yùn)行和閉環(huán)運(yùn)行方式。如果選擇運(yùn)行方式，則變頻器啟動(dòng)后，將根據(jù)被控量的給定值和實(shí)際值，按照系統(tǒng)設(shè)定的PID參數(shù)，自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出頻率，控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使被控量的實(shí)際值自動(dòng)跟蹤期望值。同時(shí)，還具有在線(xiàn)故障診斷及顯示功能，進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)視和超限報(bào)警。 4.運(yùn)行工況分析 沖洗水泵如采用變頻調(diào)速運(yùn)行，可以提高系統(tǒng)的控制水平，在沖洗水系統(tǒng)流量變化時(shí)，閉環(huán)調(diào)節(jié)，使沖少水泵出口恒壓運(yùn)行，改善系統(tǒng)的工藝性能；可以節(jié)能降耗，降低運(yùn)行成本；可以延長(zhǎng)系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)設(shè)備的壽命，減輕設(shè)備的維護(hù)量。 5 結(jié)論 將高壓大功率變頻器用于火電廠沖洗水泵，經(jīng)濟(jì)性十分可觀?？蓮V泛應(yīng)用火電廠到引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、給水泵、循環(huán)水泵等連續(xù)運(yùn)行的設(shè)備。