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KU酷游体育HIVERTKU酷游体育变频在2×600MW机组发电厂的变频应用

浏览次数: 日期:2012-11-8 15:44:57

1、前言

宁夏大唐国际大坝发电公司装置的2台600MW空冷火力发电机组,原静叶可调式轴流引风机拟改为KU酷游体育变频无级调速,不但实现了对锅炉负压的精确调解,同时也在节能降耗、提高电厂经济效益、减少对设备的磨损、降低维护本钱等方面拓展开了新局面。此次工程全部由海内自主设计、引风机厂用电率由0.9%下降至0.63%。项目目今是海内发电厂应用功率最大的KU酷游体育变频系统设施,且全部自主建设、自主制造、自主调试、自主运行治理,并拥有海内领先水平的KU酷游体育变频调速系统。

 

引风机变频革新后,每台机组日均发电量1050万度电时,调速系统(6KV 4500KW),实现了海内KU酷游体育变频领域在静叶可调式轴流风机上的可靠使用,并具有良好的节能效益。此次革新,不但为发电厂静叶可调式轴流引风机在KU酷游体育变频革新领域方面积累了名贵的经验,也为西北地区其它相同品级发电厂KU酷游体育变频的节能革新建设提供了借鉴。

 

2、革新前期的准备事情

2010年2月经过大唐国际统一果真招标,北京KU酷游体育亿盛变频科技股份有限公司作为设备供货商中标。提供了四套电压品级为6KV、功率为4500KW的高--高电压源型KU酷游体育变频装置。此次项目中,作为主导部分的设备部,进行了全面的技术准备:积极联系供货商;委托华北电力设计院进行全部设计。设计涉及总图、电气一次、电气二次、暖通、土建等专业部。组织人员先期进行了衡宇地点确定、变频器通风冷却量核算、新增电缆统计、逻辑修改、掩护完善等事情,并同时进行土建、装置等项目。


革新历程中,所有设备、电缆、开关标识的检测装置都严格遵照电力行业标准。革新设备需进行的KU酷游体育预防性试验无漏项并有正规试验报告,项目卖力人主动树立为机组运行效劳的理念,试运历程中征求运行人员意见,实时修改逻辑及参数,提高革新品质。发电部紧密配合、积极创立调试、投运条件,争取在最短时间内将设备送电、传动、试运、投运事情完成。

 

3、璀璨的高原之星——HIVERT-Y06/545

一般KU酷游体育变频器装置标准为海拔1000米以下。这与空气的密度有关,海拔1000米以下空气的密度基本维持稳定,但随着海拔高度的升高,空气变得越来越稀薄,KU酷游体育变频器冷却能力有所下降。鉴于此,在海拔比较高的地区需选用有足够富足量的KU酷游体育变频器,不然就会频繁泛起过流、过载、过热等跳闸现象。另外一个原因是空气较稀薄的地区,易爆发击穿放电现象。


针对高海拔使用现状,选用额定功率为HIVERT-Y06/545(4500KW)的KU酷游体育变频器,能有效解决高海拔变频器降容问题。


KU酷游体育变频器中所有的PCB电路板,均做了三防漆处理,三防漆可以为PCB电路板提供更好的抗灰尘、抗湿润、抗霉变、耐腐化和抗振动的超强掩护。同时三防漆还可以对电路和组件起到掩护作用,避免它们直接放电和增大爬电距离。


由于高海拔的影响,裸露于外的铜排在棱角、尖锐处容易泛起尖峰放电现象。KU酷游体育变频所有铜排均做过镀镍、镀铬处理,以避免铜排外貌氧化,影响通流能力。同时将所有的铜排棱角、尖锐做特殊的打磨处理,制止泛起尖峰放电问题。


鉴于高海拔地区因空气稀薄易泛起空气直接击穿的问题,革新者在6KVKU酷游体育变频设计中,将所有的电气间隙及爬电距离统一凭据10KV系统进行设计、配置,有效制止了此类问题的泛起。

 

4、控制系统概述


4.1控制系统的选用——双核DSP控制系统


主控板接纳高速DSP,完成对电机控制的所有功效,运用正弦波空间矢量方法爆发脉宽调制的三相电压指令。通过通讯口与人机界面主控板进行交换数据,提供变频器的状态参数,并接受来人机界面主控板的参数设置。


人机界面接纳高速DSP,提供友好的全中文操作界面,卖力信息处理和与外部的通讯联系,可选上位监控而实现变频器的网络化控制。通过主控板和IO接口板通讯传来的数据,盘算出电流、电压、功率、运行频率等运行参数,提供表计功效,并实现对电机的过载、过流告警和掩护。通过通讯口与主控板连接、IO接口板连接,实时监控变频器系统的状态。


双DSP控制系统,无需人工控机,具备功耗小,发热量小,软件简单,实时性好,可靠性高等特点。速度高达纳秒级,比工控机的响应速度快几十倍,杜绝了变频器死机问题。


4.2控制方法选用——无速度传感矢量控制技术


在转子磁场定向的同步旋转坐标系下,定子电流可剖析为两个独立的分量:励磁电流分量与转矩电流分量。在控制转子磁通恒定的前提下,电机转矩与定子电流的分量成正比。从而实现了转子磁通和转矩的解耦控制。这样,在转子磁场定向的坐标系下,矢量控制就是把定子电流中的励磁电流分量与转矩电流分量剖析成两个笔直的直流变量,划分进行控制。通过坐标变换重建的电动机模型就可等效为一台直流电动机,从而可以实现直流电动机那样进行转矩和磁通控制。

 

5、HIVERTKU酷游体育变频主电路结构原理     


HIVERT系列KU酷游体育变频器接纳交-直-交直接KU酷游体育(高-高)方法,主电路开关元件为IGBT。由于IGBT耐压所限,无法直接逆变输出6kV,且因开关频率高、均压难度大等技术难题无法完成直接串联。HIVERT变频器接纳功率单位串联,叠波升压,充分利用常压变频器的成熟技术,因而具有很高的可靠性。

 

隔离变压器为三相干式整流变压器,风冷,有使用寿命长、免维护等优点。变压器原边输入可为任意电压,Y接;副边绕组数量依变频器电压品级及结构而定,6kV系列为18个,延边三角形接法,为每个功率单位提供三相电源输入。

为了最大限度抑制输入侧谐波含量,同一相的副边绕组通过延边三角形接法移相,绕组间的相位差由下式盘算:

       移相角度=   60°/每相单位数量

由于为功率单位提供电源的变压器副边绕组间有一定的相位差,从而消除了大部分由单个功率单位所引起的谐波电流,所以HIVERT变频器输入电流的总谐波含量(THD)远小于国家标准5%的要求,并且能坚持接近1的输入功率因数。三相输出Y接,获得驱动电机所需的可变频三相KU酷游体育电源。

 

6、革新后效益概述

 

6.1降低设备损耗,延长设备使用寿命


静叶可调轴流式风机的事情原理:气体被进风箱均匀的吸入,通过前导器改变气流的流量和气流的预定偏向。转动叶轮上的叶片对气流沿圆周偏向向上做功,提高了气流的压力能和动能。同时,气流在流道形状收缩的叶片子午面上获得加速。通过静子(后导叶)和扩压器将一部分气体的动能转化为静压能的轴流式通风机。前导器是一组不随风机转动的叶片,装置在风机事情轮的前面,用来改变风机入口风流的速度。叶片角度可凭据要求调理,用来变革风机的特性曲线。


原控制方法中通过改变风机静叶的角度来调理风量尽管比一般接纳控制入口挡板开度来实现风量的调理有一定的节能效果,可是节流损失仍然很大,特别是低负荷时节流损失更大。其次静叶调理行动缓慢,造成机组负荷相应迟滞。异步电动机在启动时启动电流一般抵达电机额定电流的5-7倍,对厂用电形成攻击,同时强大的攻击转矩对电机和风机的使用寿命保存很大倒运影响。


    在此次KU酷游体育变频系统革新中,预先测定静叶可调轴流式风机在最高效率区时最大静叶开度值作为变频运行时的风门开度。由于变频运行时,风机效率曲线平行位移,最高效率区时最大静叶可以包管在变频运行时,风机始终处于最佳效率区。其流量与转速的一次方成正比,压力与转速的平方成正比,轴功率与转速的三次方成正比,当风机转速降低后,其轴功率随转速的三次方降低,驱动风机的电机所需的电功率有效降低。接纳变频调速后可以实现对引风机电机转速的线性调理,通过改变电动机转速使炉膛负压、锅炉氧量等指标与引风机风量维持一定的关系。


6.2有效制止机械共振、风机喘震


    KU酷游体育大容量风机应用KU酷游体育变频革新后,由牢固转速运行方法进入变速运行方法,设备的运行状态爆发了很大的变革。同时由于风机厂家设计时,基本按牢固转速方法设计及测试,在变频运行时可能会带来机械共振,风机喘震等问题。所以KU酷游体育大容量风机在KU酷游体育变频革新时,对可能泛起的问题给予足够的重视。


    在此次KU酷游体育变频系统革新中,重点关注此问题。KU酷游体育变频系统参数中设置有共振频率跳转设置,共有2对频率跳转设置,可设定频率跳转起始频率点及恢复频率点,能使电机避开共振点运行,让风机不喘震。


    在实际设备投运历程中,DCS操作人员通过DCS远端从0-50HZ逐渐调解转速,间隔为1HZ,每个频率点运转1分钟,同时测试人员在风机本体四周测试风机的震动,纪录在各频率段的震幅值内。


    通过现场实际操作检测,在各频率段,风机各项震动值基本处于正惯例模之内。由于引风机实际运行中,运行频率会较高,同时为制止变频在低频区的转矩波动问题,在DCS参数操作盒中设定最低运行频率,包管系统的宁静稳定运行。


6.3提高锅炉系统的综合效益


目前电厂引风机风量为入口静叶调理方法,调解精度差、效率低,特别是近几年宁夏电网的负荷峰谷差越来越大,频繁的调峰任务使部分辅机仍然运行在工频状态下,造成大宗电能流失。


四台引风机节能革新前,按2010年利用小时数6453,负荷率82.58%,运行平均电流为272A盘算,全年耗电量为6055.75万KWh,按2010年发电煤耗309.82g/KWh折算,耗用标煤18762吨。


为了提高锅炉系统的综合经济性以及降低能耗,需对两台锅炉、四台引风机电机进行变频调速革新,利用KU酷游体育变频调速技术改变设备的运行速度,以实现各运行工况所需风压、风量,抵达节约电能,提高锅炉着力和效率的作用。


具体要领是:优化引风机风量及炉膛负压控制系统,增加四台引风机KU酷游体育变频装置,并设置旁路装置,使引风机电机可在工频、变频两种状态下运行,同时与引风机静叶调理相配合,适合锅炉各个运行工况,抵达节能目的。


锅炉引风机系统技术革新能耗基础数据

制造厂设计值:

引风机电流497 A(额定电流)

革新前能耗数据:

引风机电流272A(负荷率82.58%)

革新后能耗数据:

引风机电流225A(负荷率82.58%)

锅炉引风机系统技术革新项目节能量测算公式

盘算时间段:1年

引风机装机台数:4

引风机革新后节约标煤量

=1.732×电压×(电流变革量)×功率因数×年利用小时×发电煤耗率×4

锅炉引风机系统技术革新项目节能量盘算历程

盘算时间段:1年

引风机装机台数:4

引风机革新后节约标煤量

=1.732×电压×(电流变革量)×功率因数×年利用小时×发电煤耗率×4

=1.732×6KV×(272-225)A×0.83×6453×309.82g/kWh×4

=3242吨

 

7 、结束语

通过HIVERTKU酷游体育变频器革新后的实际运行情况来看,该设备运行比较稳定、调速操作简单、维护便当,给操作人员和维护人员带来了很大便当,在高产稳产、降低能耗和宁静环保等方面发挥了很着述用,抵达了设计预期效果,并创立了良好的经济效益,值得在宽大发电领域推广和使用。

 

参考文献

[1]HIVERTKU酷游体育KU酷游体育变频器用户手册[S]. 北京KU酷游体育亿盛变频科技股份有限公司,北京:2011

[2]HIVERTKU酷游体育KU酷游体育变频器选型样本[S]. 北京KU酷游体育亿盛变频科技股份有限公司,北京:2011

[3]5#6#引风机KU酷游体育变频设备调试纲要[S]. 大唐国际大坝发电有限责任公司,宁夏:2010

[4]5#6#引风机KU酷游体育变频设备革新计划[S]. 大唐国际大坝发电有限责任公司,宁夏:2010

[5]无速度传感器矢量控制原理与实践[M]. 机械工业出书社,北京:2006


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