揚州蘇中分析變頻器是電機節能的救命稻草

    揚州市蘇中電力設備有限公司是一家集研發、生產、銷售、服務于一體的多元企業，公司主要產品有母線槽、滑觸線、電纜橋架、高低壓試驗設備、儀器儀表等。在節能減排如火如荼的今天，電機的節能尤為的總要，而提到電機節能就不得不提變頻器，下面就變頻器改造火力發電廠的高壓電機做如下介紹:

過去, 中國火力發電廠的設計、制造受技術條件影響，電廠主要用電設備如引風機、送風機、排風機、磨煤機、給水泵、循環泵等高耗能設備，其輸出功率不能隨機組負荷變化而變化，只能通過改變擋板或閥門的丌度來進行調整，造成很大部分能量消耗在節流損失中。進入80年代后, 國外變頻技術被中國引進吸收，并很快在許多行業得到了推廣和應用,收到了良好的節能效果。火電廠高壓電機變頻改造在現代科學技術不斷發展的基礎上滿足社會生產用電量不斷增加的外在需求，其對提高節能效果，節省生產成本，提高火電廠的社會和經濟效益有著十分重要的現實意義。

1 變頻與節能原理概述

1.1 變頻原理

功率單元串聯疊加是高壓變頻器所采用的串聯方式，其主電路開關的主要組成部分是功率極大的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)。它采用空間矢量多重化脈沖寬度調制(PWM)技術，每一相由若干個單元串聯而成，其中任何一個功率單元所輸出的電壓波形和串聯后所輸出的相電壓波形均可獲得幾十個各不相同的電壓等級。一旦電壓的等級增多，各等級的電壓就會相應減少,對電機絕緣機所造成的破壞也會相應減少，同時輸出電壓的諧波數量也會隨之減少。可以說增加電壓等級的數量，顯著提高了變頻器輸出能力，使輸出波形接近正弦波，確保電網清潔、零污染。因此，串聯疊加方式的變頻器不會對處于同一電網的燈具、電腦等電氣設備產生諧波干擾，減少了人們對共振、諧波的分析工作，同時也節省了諧波裝置相關費用。

1.2 節能原理

汽機凝結水泵電機經變頻改造后，其輸出量在滿足工藝要求的同時，還能節省大量電能，具體節省比例見以下推算過程。根據風機類負載和汽機凝結水泵電機的工作特點可知：

汽機凝結水泵機的流量與其轉動速度成正比例關系：

Q2/Q1=N2/N1，

同時，汽機凝結水泵機的電機軸功率與轉動速度的立方值也成正比例關系：

P2/P1=(N2/N1)3，

根據變頻器工作原理可知其轉動速度與轉動頻率也是正比例關系：

N2/N1= f2/f1，

式(1)至式(3)中，Q為流量，m3/h;N為轉速，r/s;P為軸功率， W;f為頻率，Hz。假如f下降20%(50 Hz下降到40 Hz)，結合以上比例關系推算如下：

Q2=N2/N1×Q1，

因為：N2/N1=f2/f1，故：

Q2=f2/f1×Q1;

在f下降20%的情況下，

Q2=Q1×80%，

P2=(N2/N1)3×P1，

在f下降20%的情況下，

P2=(80%)3×P1=P1×51.2%，

由此可見，頻率下降20%時，軸功率占原料的51.2%，從而節約48.8%。該推算顯示的是理想狀態的節電率，在實際工作過程中，由于運行狀況各不相同，產生的效果不可避免地會和以上計算結果有一定差異，但從計算結果來看，效果非常明顯，變頻改造的必要性不言而喻。

2 變頻改造的顯著優勢

2.1 **可靠性分析

**性是工程的靈魂，必須予以高度重視。因此，高壓變頻器的**分析也就非常必要。通過軟啟動技術，有效防止了因工頻啟動而產生的強大沖擊轉矩和電流，在增加電動機、負載的使用年限的同時，大大減少了對電網的沖擊力，確保機組正常運行。高壓變頻器擁有完整的保護體系，在發生欠壓、短路、變頻器發生過壓、過熱、過流等情況時，其系統可進行自動檢測，并根據檢查結果給予及時的智能提示、保護、報警，從而保證設備正常**運行。

2.2 高壓變頻器優勢

在交流高壓電機直接啟動的短暫過程中，往往會產生極為強烈的電流和轉矩沖擊力，導致以下3個**后果：

a) 由于阻尼繞組和轉子籠型繞組在這一過程中承受極高機械應力和熱應力，從而致使籠條破損的發生;