高压变频器在电厂一次风机二次风机的应用

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一、简介

云南大唐国际红河发电有限责任公司于2001年4月在云南省开远市组建成立，电厂2×30万千瓦工程是国家“西电东送”的战略部署和《云南电力发展“十五”计划和2015年远景规划》的重点火电建设项目之一，也是国家发改委确定的国内第一个国产化30万千瓦循环流化床锅炉项目。该工程是大唐国际发电股份有限公司在云南省控股建设的第一个火电项目。电厂工程于2004年6月28日正式开工，2006年6月、8月，1、2号机相继移交生产。

二、变频改造项目情况

云南大唐红河电厂1#、2#机组各2台一次风机（6kv、3600kw）和2台二次风机（6kv、2240kw）于2009年成功使用了北京利德华福电气技术有限公司的高压变频器。从投运至今，设备一直都运行稳定，没有出现任何非正常停机的情况。

三、现场设备参数

1#、2#机组4台一次风机配套电机参数：电压6kv、电流346A 、功率3000KW。
1#、2#机组4台二次风机配套电机参数：电压6kv、电流 257A 、功率2240KW。
高压变频器型号：一次：HARSVERT-A06/440（3600KW），二次：HARSVERT-A06/270（2240KW）。

四、主回路设计

一次、二次风机变频调速系统都是采用手动一拖一方案，基本原理如下：

? 由3个高压隔离开关QS41、QS42和QS43和高压开关QF、电动机M组成（见左图）。
? 要求QS42和QS43之间存在机械互锁逻辑，不能同时闭合。变频运行时，QS43断开，QS41和QS42闭合；工频运行时，QS41和QS42断开，QS43闭合。
? 高压开关QF、电动机M为现场原有设备。

五、高压变频装置安装图

六、散热方案

该项目采用空水冷却方案。将变频器的热风通过风道作用于空-冷装置进行热交换，由冷却水直接将变频器产生的热量带走；经过降温的冷风进行循环排回至室内。

空冷装置内进口冷水温度要求低于33 ℃，可以充分保证热风经过散热片后，将变频器室内的环境温度控制在40℃以下满足变频器运行对环境的要求。空－水冷却系统冷却水与循环风完全分离，水管线在变频室外与高压设备明确分离，并且系统本身设有通风开放转换方式，确保空-水冷却系统出现问题不会对整个变频系统运行造成安全威胁和事故。同时，由于房间密闭，变频器利用室内的循环风进行设备冷却，具有粉尘度低，维护量小的特点；减少了环境对变频器运行稳定性的不利影响。

七、DCS控制系统

变频器的控制全部在中控室DCS上面实现。包括变频器的频率设定、启动、停止、急停、故障报警等信号。

变频器与DCS之间的通讯采用硬连接线的方式，接线方便，稳定性好。

八、节电效果

四台一次风机和四台二次风机变频器投运至今，刚开始几个月由于负荷波动造成运行频率不固定。从2010年开始到现在一直运行在35Hz—40Hz之间，此频率段完全能够满足生产需要。

用户统计的1号炉工频和变频耗电率的比较图。

根据用户的统计和记录，4台一次风机的年平均节电率分析如下（平均负荷为80%，年运行7200小时）：

4台一次风机在工频时的每台年耗电量约为：30万x0.8x0.0085x7200=14688000度
4台一次风机在变频时的每台年耗电量约为：30万x0.8x0.0064x7200=11059200度
4台一次风机每台每年的节电量：14688000-11059200=3628800
4台一次风机每台每年的节电率：3628800/14688000=24.7%

根据用户的统计和记录，4台二次风机的年平均节电率分析如下（平均负荷为80%，年运行7200小时）：

4台二次风机在工频时的每台年耗电量约为：30万x0.8x0.0083x7200=14342400度
4台二次风机在变频时的每台年耗电量约为：30万x0.8x0.006x7200=10368000度
4台二次风机每台每年的节电量：14342400-10368000=3974400
4台二次风机每台每年的节电率：3974400/14342400=27.7%(end)

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