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引言

　　在火力發(fā)電廠(chǎng)中，風(fēng)機(jī)和水泵是主要的耗能設(shè)備，通常情況下其輸入能量的15～20％被電機(jī)和風(fēng)機(jī)或水泵本身所消耗，約35～50％的輸入能量被檔板或閥門(mén)節(jié)流所消耗，因此對(duì)發(fā)電廠(chǎng)的風(fēng)機(jī)和水泵進(jìn)行節(jié)能改造具有很大的潛力。如果用電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置來(lái)代替原來(lái)的風(fēng)門(mén)、檔板、閥門(mén)來(lái)調(diào)節(jié)流量，將取得顯著的節(jié)能效果。

1 導(dǎo)語(yǔ)

　　變頻調(diào)速是用變頻電源改變電動(dòng)機(jī)定子繞組的頻率，從而改變同步轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速。變頻系統(tǒng)首先將電網(wǎng)中的交流電整流成直流電，再通過(guò)逆變器逆變?yōu)轭l率可調(diào)的交流電，供給交流電動(dòng)機(jī)，從而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。這種方法具有高效率、寬范圍和高精度的調(diào)速性能，規(guī)格系列齊全可以滿(mǎn)足各種不同需求，因而被廣泛采用，是最具發(fā)展前途的理想調(diào)速方法。特別是電流源型高壓變頻器在動(dòng)態(tài)精度要求高的地方具有明優(yōu)勢(shì)，適用于軋機(jī)、提升設(shè)備的應(yīng)用。三電平高壓變頻裝置，由于其器件較少，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，較適合于3.3kv或4.16kv的電機(jī)應(yīng)用。功率單元串聯(lián)多電平結(jié)構(gòu)的高壓變頻器，適合于風(fēng)機(jī)水泵類(lèi)負(fù)載，但不適合用在對(duì)動(dòng)態(tài)要求很高的地方。

2 高壓變頻器選用的技術(shù)因素

　　高壓變頻器除了應(yīng)具備通用變頻器所具有的基于拖動(dòng)系統(tǒng)要求的各項(xiàng)技術(shù)性能之外，由于其大功率的緣故，在一些低壓小功率變頻器中并不重要的問(wèn)題，在這里卻顯得很重要，主要包括：

　　2.1諧波對(duì)廠(chǎng)用電系統(tǒng)的影響

　　高壓變頻器的整流和逆變電路都使用了電力電子器件的開(kāi)關(guān)特性，在其輸入和輸出端都會(huì)產(chǎn)生波形畸變。由于高壓變頻器一般功率較大，其功率可能占廠(chǎng)用電系統(tǒng)容量的相當(dāng)大一部分，因此，這種畸變對(duì)于供電線(xiàn)路和負(fù)載電機(jī)兩方面都會(huì)造成有害的影響，如變頻器輸出電流諧波可能會(huì)造成電機(jī)過(guò)熱，產(chǎn)生過(guò)大的噪聲，影響電機(jī)的壽命；而且電機(jī)必須“降額”使用。這一點(diǎn)與低壓變頻器有很大的不同。

　　降低高壓變頻器諧波電流對(duì)電源電壓的影響，最根本的方法是盡可能減少以至消除高壓變頻器本身電流的波形畸變。高壓變頻器輸入諧波畸變必須控制在ieee-519和gb12668標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)，不應(yīng)對(duì)廠(chǎng)用電系統(tǒng)中其他負(fù)載的正常工作造成影響。

　　2.2共模電壓和dv/dt的影響

　　變頻器的共模電壓和dv/dt會(huì)使電機(jī)的絕緣受到“疲勞”損害，影響到使用壽命，如果處理不好，還會(huì)損壞變頻器本身。

　　2.3對(duì)所接母線(xiàn)電壓的影響

　　高壓電動(dòng)機(jī)在不帶變頻器時(shí)，母線(xiàn)電壓按式（1）計(jì)算：

　　式中kq為電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流倍數(shù)；σpe為電動(dòng)機(jī)的額定功率（kw）；ηdcosd為電動(dòng)機(jī)的額定效率和額定功率因數(shù)的乘積。

　　未裝設(shè)高壓變頻器時(shí)，kq一般在工程中取6～7；裝設(shè)高壓變頻器后，由于高壓變頻器的軟啟動(dòng)特性，kq一般低于1.6。這樣，sq值將是未裝設(shè)高壓變頻器的1/4～1/5。

　　另一方面，目前所采用的高壓變頻器一般都裝設(shè)移相變壓器，在高壓變頻器、電動(dòng)機(jī)組啟動(dòng)瞬間會(huì)產(chǎn)生4～6倍啟動(dòng)過(guò)電流。這樣，由于移相變壓器的作用，sq值會(huì)增加4～6倍。

　　由于以上兩方面的共同作用，在裝設(shè)了高壓變頻器的電動(dòng)機(jī)，在整組啟動(dòng)瞬間，sq值基本上和未裝設(shè)高壓變頻器的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)一樣，對(duì)所接母線(xiàn)電壓影響也相似。因此，在廠(chǎng)用電設(shè)計(jì)時(shí)，選擇高壓廠(chǎng)用電容量和校驗(yàn)?zāi)妇€(xiàn)電壓時(shí)，可不計(jì)及變頻器的影響。