循环水泵高压变频自动控制系统-机械技术问题解答-天津奥特泵业有限责任公司

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机械技术问题解答 => 循环水泵高压变频自动控制系统

发布日期：[2017-6-5] 共阅[2539]次

随着电力电子的发展，变频调速技术开始在火力发电厂逐步取代
节流调节，取得了显著的节能效果。但是由于高压变频器投资较
大，虽然高压变频器节能效果明显，但是高额投资使许多企业望
而却步，制约了高压变频器推广应用。如果在不影响节能效果的
前提下，减少高压变频器台数，大幅度地减少变频改造的投资，
则又是可以采用的。
　　1循环水泵变频改造前运行情况华能威海电厂1号机组为上海
制造的水内冷125MW机，配两台定速循环水泵，1号循环水泵的轴
功率502kW、流量10188m3h2号循环水泵的轴功率517kW、流量12 1
号、2号循环水泵电动机参数均为：功率600kW、电压6 1号机组在
满负荷下的夏季循环水理想流量为15000th如果夏季开一台泵，循
环水量不足（与实际需水量相差2500ti左右），引起排汽温度升
高，真空降低，此时机组满负荷下的真空低于一93kPa；如果开两
台泵，则会引起另外问题如循环水量过大，而且耗电多等。冬季
满载下的理想流量应为9 000th特别是机组通常在70 %负荷下运
行，即使开一台循环水泵，循环水量也过大，不但引起真空过高
（机组真空接近一100kPa）而且引起凝结水温度低于其饱和温度
较多，从而造成凝结水中的氧不易析出，凝结水溶氧偏高。如果
将定速循环水泵改成变频调速泵，不但会大大降低电耗，而且会
解决冬季溶氧偏高，夏季真空偏低问题。
　　2罗宾康高压变频器/6kV高一高电压源型美国罗宾康变频器对
1号机组循环水系统的电动机进行变频改造。所采用变频器：型号
PERFECTHARMO-NY、标准功率735kW（配800kV干式变）、输入电压
6000V、输出电压0~6 000V、输入电流100A、输出电流0 ~100A、
输入频率50Hz、输出频率0通过调研，我们发现采用美国ROBICON
公司的高压变频器性能更佳，这种变频器不需经过任何升、降变
压器，没有共摸电压，不存在dv /t问题，解决了谐波引起的电机
冲击、发热、功率因数在低速时偏低、维修麻烦等问题。ROBICON
高压变频器原理见。
　　高压变频器每个功率单元主回路整流器采用桥式整流电路，
将三相交流电变成直流。逆变器采用大功率IGBT（图中1234）元
件组成桥式逆变电路，通过PWM方式有规律地控制IGBT的通与断，
得到任意频率的三相交流输出。
　　中间直流环节利用电容器，缓冲电路中的无功能量。每个功
率单元都是由IGBT构成的三相输入、山东电力技术5期（总第烙断
器单相输出的脉宽调制型变频器。给功率单元供电的二次线圈互
相存在一个相位差，实现输入多重化，由此可消除各单元产生的
谐波。它是由多个功率单元串联而成，6kV电源接入隔离变压器输
入端，变压器二次绕组是由多个轴向有一定距离的二次线圈组
成，每个二次线圈电压输出690V送给每个功率单元，变频器输出
每相由5个功率单元串联而成，这样相电压为3450V，线电压为
6⑴0V.控制单元输出触发脉冲控制IGBT导通程度来实现对变频器
输出的控制。整流逆变后输出直接输至电动机。
　　3循环水泵电动机的变频自动控制3.1联锁控制通常情况下，
机组负荷较低，一般是一台循环水泵运行，一台循环水泵备用。
因此两台循环水泵完全可以共同使用一台高压变频器进行变频，
运行的一台循环水泵由高压变频器控制，备用的一台循环水泵与
高压变频器联锁隔离（通常我们称直接由高压变频器控制的循环
水泵为变频泵，工频运行的循环水泵为定速泵。）见。
　　1循环水泵电动机断路器2 6kVA母线断路器1隔离变压器6kVB
母线断路器5 2循环水泵电动机循环水泵变频并联调速系统自动控
制变频器采用自动控制（自动控制原理见循环水流量与机组负
荷、循环水进口温度有直接关系，通过夏季、春季和冬季三个不
同季节下的试验可以测定最佳循环水流量与不同机组负荷、循环
水进口温度之间的对应关系，也就是说根据实时采集的机组负荷
和循环水进口温度，并依据试验确定的最佳循环水流量，来调节
变频器的输出频率和电动机转速。即在机组负荷、循环水温变化
条件下实现自动优化控制。控制系统实时监测机组负荷和循环水
温，计算出循环水量理想值和循环水泵转速，通过水泵进行自动
控制；由于循环水量受潮位影响较大，所以必须将循环水流量反
馈到控制系统进行闭环控制，使输出的循环水量尽量接近循环水
量理想值，不再受海水潮位的影响，实现最佳节能效果。
　　4循环水泵变频控制运行的节能效果荷之间，2号循环水泵改
频后平均功率为285kW，改频前平均功率为435kW和452kW，根据运
行数据：节电率=/（452+435）匀=35.7%.试验证明由一台变频器
控制两台循环水泵完全可以达到最佳节电目的，夏天两台泵共同
运行（一台工频运行，一台变频运行）冬天仅一台变频运行。一
台变频器即可满足机组每时每刻对循环水量的要求，即节电能又
省投资。
　　5结论（）节省了大量电能：循环水泵在定速运行时，靠阀门
调节流量，存在大量的截流损失。由于华能威海电厂1号机是调峰
机组，峰谷差很大，而且大部分时间是运行在85MW附近。安装变
频器后循环水泵节电率高达35.7%.（2）延长了电机的使用寿命：
安装变频器后，电机可在0转速下启动即电动机实现了软启动，减
少了6~8倍的启动电流的冲击，因此可大大延长了电机和水泵的使
用寿命。
　　（3）在具有备用的辅机系统中，变频改造采用案是可行的，
即经济又可靠。
　　（4）由于实现变频调节，循环水流量可以均匀自动调整使机
组在最佳真空下经济运行，并解决了溶解氧偏高问题


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