摘要：根據(jù)山東十里泉電廠供水泵應用高壓變頻調(diào)速裝置的實效,，說明國產(chǎn)高壓變頻調(diào)速裝置的技術已日趨成熟,，大力推廣應用它所帶來的經(jīng)濟效益和社會效益是十分可觀的。
關鍵詞：高壓變頻調(diào)速；水泵流量調(diào)節(jié)；節(jié)能
引言
山東十里泉電廠是一個具有5臺125MW,，2臺300MW及一臺140MW機組的中型電廠。
十里泉發(fā)電廠目前由30km外的水源地供水,，水源地共裝有5臺水泵,，均由560kW/6kV高壓電動機拖動，多數(shù)情況下啟動1～2臺泵就可滿足發(fā)電要求,，采用手動節(jié)流調(diào)節(jié)方法控制水流量,。如果節(jié)流閥開度不大、并且水流量足夠,，則停一臺水泵；如果節(jié)流閥全開仍不滿足水流量要求,，則再開啟一臺水泵,，由于管道長達30km，且節(jié)流閥始終處于調(diào)節(jié)狀態(tài),，如選擇一臺水泵進行變頻調(diào)速改造,，節(jié)流閥全開，實現(xiàn)恒水壓控制,，不但具有良好的節(jié)能效果,，泵站的控制特性也大為改善。
1 高壓變頻調(diào)速裝置選型依據(jù)
對于6kV等級,，目前主要有3種方式的高壓變頻裝置：單元串聯(lián)多電平型,、三電平型和電流源型。由于單元串聯(lián)多電平方式容易實現(xiàn)冗余運行,，在單元故障時能進行旁路而不影響電動機連續(xù)運行,，并且具有諧波小、dv／dt低,、技術成熟等顯著優(yōu)點,，因此，決定采用這種方式的高壓變頻器,。
在對國內(nèi)外各廠家的單元串聯(lián)多電平高壓變頻裝置,，進行性能價格比較和運行可靠性評估后,，選用了上海發(fā)電設備成套設計研究所和上海科達機電控制有限公司生產(chǎn)的MAXF700－6000/750型高壓變頻調(diào)速裝置,，該類型產(chǎn)品具有如下6個特點：
1）功率單元冗余運行,、故障時自動快速旁路，確保電機正常運行,；
2）可在線更換功率單元,，不須停機；
3）采用無極性電力電容代替電解電容,，提高了裝置壽命和整體可靠性,，20年內(nèi)不須更換電容；
4）采用特制散熱器,，使功率單元溫升低,，裝置體積減小（寬3800,，深1200,，高2200）；
5）輸出dv/dt低（在500V以下）,，電動機絕緣不受損害,；
6）電網(wǎng)自動重合閘后繼續(xù)運行。
2變頻運行的其它優(yōu)點
該泵站經(jīng)高壓變頻改造后,，除了節(jié)能外,，水流量控制特性以及電動機和泵的運行特性明顯改善，主要有以下6項優(yōu)點,。
1）實現(xiàn)恒母管水壓控制操作人員只須改變母管壓力設定值,，不再調(diào)整節(jié)流閥，運行自動化程度大為提高,，運行和維護工作量降低,。
2）管道壓力降低原來節(jié)流調(diào)節(jié)時，流量變小時,，管道壓力反而升高,，容易爆管，不利于管道安全運行,，而采用變頻調(diào)節(jié)后,，流量變小時，管道壓力亦變低,。
3）電動機軟啟動避免水泵頻繁啟停經(jīng)測量,，變頻運行時起動電流<5A，而工頻直接起動電流>300A，因此,，變頻運行完全消除了因直接啟動造成的對電動機和電網(wǎng)的沖擊,，降低了電動機故障率（電廠電動機因直接啟動造成故障已屢見不鮮）。
4）功率因素提高從電網(wǎng)側(cè)看,，工頻運行時功率因數(shù)為0.85左右,，變頻運行時功率因數(shù)達到0.95，因此,，即使同樣是滿負荷運行,，變頻運行時，高壓輸入電流明顯比工頻運行時小,，這也有利于節(jié)能和設備安全運行,。
5）電機和泵運行壽命延長設備轉(zhuǎn)速降低后，運行噪聲降低,，磨損減少,，設備壽命延長。
6）控制響應速度增快改變水壓設定值后,，裝置迅速改變運行轉(zhuǎn)速,，使母管水壓迅速跟蹤設定值。
3 現(xiàn)場實際操作
交流會上來自山東黃臺,，德州,，石橫，白楊河,，里彥,，聊城，凱賽,，皺縣，萊城,，臨沂,，威海，危房,，滕州,，辛店，章丘,，青島等17個電廠及上海寶鋼電廠等50余名代表,，在現(xiàn)場進行了實地操作，并重點觀察了以下4項試驗,。
1）單元切換和自動平衡試驗在額定負荷時,，切換1～15中任意功率單元，電動機始終保持連續(xù)運行，且單元投切后三相電壓電流保持平衡,。
2）自動手動切換試驗在自動恒水壓控制和手動恒頻率控制之間切換,，裝置運行頻率和水壓波動不超過規(guī)定值。
3）自動運行時階躍響應試驗由于變頻泵在運行時,，要承受工頻泵的開停沖擊,，這相當于約20％的階躍信號，因此,，試驗時,，在自動運行狀態(tài)下對設定值施加20％階躍變化，超調(diào)量和振蕩次數(shù)不超過規(guī)定值,。
4）變頻泵運行時,，工頻泵投切試驗系統(tǒng)自動運行時，當升高設定值到裝置給出“壓力過低”報警信號時,，投入一臺工頻泵,，此時變頻泵自動降低轉(zhuǎn)速并將母管壓力調(diào)節(jié)到設定值，超調(diào)量和振蕩次數(shù)不超過規(guī)定值,，報警信號自動消失,。當降低設定值到裝置給出“壓力過高”報警信號時，切除一臺工頻泵,，此時變頻泵自動降低轉(zhuǎn)速并將母管壓力調(diào)節(jié)到位,，超調(diào)量和振蕩次數(shù)不超過規(guī)定值，報警信號自動消失,。
4 節(jié)能效果
高壓變頻調(diào)速裝置投入運行后,，節(jié)流閥全開，采用遠方自動恒水壓控制方式,，平時操作值班人員只須改變壓力設定值（在操作室用按鈕進行升降設定）,，多數(shù)情況下，變頻器運行在40Hz左右,，功率270kW左右,，高壓輸入電流不到30A，而50Hz定速運行時功率約530kW,，高壓輸入電流60A左右,。
運行平均負荷按0．95×560kW計算，每年運行300天,，即7200h,，節(jié)電1340MWh。按上網(wǎng)電價計算,，兩年不到便可收回投資,，如按電的售價算,，因為該裝置投資不到73萬元，則一年就可以收回全部投資,。
5 結(jié)語
國產(chǎn)高壓變頻調(diào)速裝置用于拖動發(fā)電廠大型風機和泵電動機,，不僅節(jié)能，而且大大改善了控制特性和運行特性,。目前,，高壓變頻技術日趨成熟，其運行可靠性已達到發(fā)電廠要求,，建議大力推廣使用,。