高压变频器在吸风机上的应用_5
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  1、HARSVERT-A06/105型高压变频装置原理

  变频装置采用多电平串联技术,6KV系统结构,由移相变压器、功率单元和控制器组成。6KV系列有21个功率单元,每7个功率单元串联构成一相。

  每个功率单元结构以及电气性能完全一致,可以互换,其电路结构见图2,为基本的交-直-交单相逆变电路,整流侧为二极管三相全桥,通过对IGBT逆变桥进行正弦PWM控制,可得到如图3所示的波形。

  每个功率单元结构上完全一致,可以互换,为基本的交-直-交单相逆变电路,整流侧为二极管三相全桥,通过对IGBT逆变桥进行正弦PWM控制,可得到如图3所示的波形。

  输入侧由移相变压器给每个单元供电,移相变压器的副边绕组分为三组,构成42脉冲整流方式;这种多级移相叠加的整流方式可以大大改善网侧的电流波形,使其负载下的网侧功率因数接近1。

  另外,由于变压器副边绕组的独立性,使每个功率单元的主回路相对独立,每个功率单元等效为一台单相低压变频器。

  输出侧由每个单元的U、V输出端子相互串接成星型接法直接给高压电机供电,通过对每个单元的PWM波形进行重组,可得到如图4所示的阶梯正弦PWM波形。这种波形正弦度好,dv/dt小,可减少对电缆和电机的绝缘损坏,无须输出滤波器就可以使输出电缆长度很长,电机不需要降额使用,可直接用于旧设备的改造;同时,电机的谐波损耗大大减少,消除了由此引起的机械振动,减小了轴承和叶片的机械应力。

  当某一个单元出现故障时,通过使软开关节点K导通,可将此单元旁路出系统而不影响其他单元的运行,变频器可持续降额运行,可减少很多场合下停机造成的损失。

  2、变频改造方案简介

  #2炉引风机是两台双侧布置,目前其引风机的出力调节由人工调节挡板来实现。由于引风机设计时冗余功率较大,加上风量控制采用档风板引起的阻力损耗,造成厂用电率高,影响机组的经济运行。

  电动机参数引风机参数

  型号:Y1000-8型号:G4-73-11-28D

  额定功率:1000kW额定风量:455000m3/h

  额定电压:6kV额定风压:6460Pa

  额定电流:119A风机转速:742rpm

  额定频率:50Hz额定转速:743r/min

  为了充分保证系统的可靠性,为变频器同时加装工频旁路装置,变频器异常时,变频器停止运行,电机可以直接手动切换到工频下运行。工频旁路由3个高压隔离开关QS1、QS2和QS3组成。要求QS2不能与QS3同时闭合,在机械上实现互锁。变频运行时,QS1和QS2闭合,QS3断开;工频运行时,QS3闭合,QS1和QS2断开。

  为了实现变频器故障的保护,变频器对6KV开关QF进行联锁,一旦变频器故障,变频器跳开QF,要求甲方对QF的合分闸电路进行适当改造。工频旁路时,变频器应允许QF合闸,撤消对QF的跳闸信号,使电机能正常通过QF合闸工频启动。

  3、变频装置调试数据对比

  中国电力科学研究院对相关参数的测量结果如下

  表1工频挡板调节和变频调速调节2台吸风机系统的综合输入功率对比

  机组负荷频挡板调节变频调速调节减少的综合输入功率

  90962391571

  100995523472

  1101062573489

  测试结果表明,72%负荷时节能率为59%,满负荷时节能率也高达46%。同时,电机变频启动时,启动电流平稳上升,电机启动非常平稳。

  4、变频改造后的效益计算

  1)全年满负荷时,投入2台变频器后,估算年节电量为:520kW*5500h=2860000kWh

  年至少节省电费:2860000kWh*0.326元/kW.h=93.2万元

  2)全年72%负荷运行时,投入2台变频器后,估算年节电量为:571kW*5500h=3140500kWh

  年至少节省电费:3140500kWh*0.32

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