企肥学统学赧（自然科学版）

Ｊｏｕｒｎａｌ

ｏｆ Ｈｅｆｅｉ

Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ

Ｓｃｉｅｎｃｅｓ）

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高压电机变频改造

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程仲银８，张兵６

（安徽氯碱化工集团有限责任公司ａ．供热分公司；ｂ．发展部，合肥２３００１１）

摘要：２５ＭＷ汽轮发电机组有三套高压电机，由于企业生产负荷变动大，设备经济性较差．目前高压变频技术

已经广泛用于发电厂及生产企业的大型电机上，系成熟技术，通过高压变频改造，可以优化控制系统，实现节能

降耗和稳定生产负荷．

关键词：高压；变频；节电

中图分类号：ＴＭ３４４．６

文献标识码：Ａ

文章编号：１６７３—１６２Ｘ（２００９）０ｌ一００４６一０４

安徽氯碱集团公司锅炉系统现有高压电机５台，由于没有采用节能变频方式，能耗偏大，设计功率大

于实际功率的１．５倍左右，在这种情况下，只有通过调节阀或调节挡板节流来调节输出量的大小以满足生

产工艺的需要，而电动机的输出功率基本不会变化或变化不大，这就造成了电机输出功率中有一部分做了

无用功，浪费了大量电能．其中，循环泵根据季节变化和负荷变化调节阀门开度，节流损失很大．运行报表

显示：５＃２５ＭＷ机组满负荷时，循环泵电机功率为２ Ｘ４５０ｋＷ（一用一备），电流仅为４８Ａ，由于２５ＭＷ机组

实行调峰策略，白天与夜间负荷波动较大，因此节能空间很大；引风机选型也偏大，用挡板调节，１０＃炉满负

荷运行时，引风机电机功率为１×４５０ ｋＷ，电流仅为３８Ａ，电能有效利用率较低；两台给水泵（均为常用）是

典型的大马拉小车，泵的轴功率只有２０５．５ｋＷ，而电机功率是２ Ｘ２９０ｋＷ的，因此节能空间很大．建议采用

变频“一拖二”降低电机转速来调节输出量．

１

节能原理

１．１

变频原理高压变频器采用先进的功率单元串联叠加方式（主电路开关元件为大功率ＩＧＢＴ）．空间

矢量多重化ＰＷＭ技术，每相由数个单元串联而成，每个功率单元输出的电压波形及其串联后输出的相电

压波形可以得到数十个不同的电压等级．增加电压等级的同时，每个等级的电压值大为降低，从而减小了

ｄｖ／ｄｔ对电机绝缘的破坏，并大大削弱了输出电压的谐波含量，电压等级数量的增加，大大改善了变频器

的输出性能，输出波形几乎接近正弦波，无电网污染，符合ＩＥＥＥ５１９一１９９２对电压、电流谐波失真严格的

要求，所以“串联叠加”变频器对同一电网上用电的其他电器设备（如计算机、照明灯具用整流器等）不产

生谐波干扰，纯净的功率输入可免去耗时的谐波、共振分析，节省安装去谐波装置的昂贵费用．…

１．２节能原理循环泵电机在改为变频调节后，在输出量满足工艺要求的情况下，可以节约大量电能，节

电比例可以通过理论计算而得出．由泵与风机类负载的工作特性可知：其流量与转速成正比：Ｑ：／Ｑ。＝

Ⅳ２／Ⅳ１，其电机轴功率与转速的立方成正比例：Ｐ：／Ｐ。＝（Ⅳ２／Ⅳ１）３．【２ ３由变频器的工作原理可知其转速与

频率成正比例：Ⅳ２／Ｎ。＝正／ｆ，，其中，Ｑ为流量；Ⅳ为转速；Ｐ为轴功率，为频率．当频率下降２０％，即频率由

５０Ｈｚ变为４０Ｈｚ时，有：Ｑ２＝Ｑ１×Ⅳ２／Ｎｌ＝Ｑｌ×五／ｆ，＝Ｑｌ×８０％；Ｐ２＝Ｐｌ×（Ｎ２／Ｎ１）３＝Ｐｌ×（８００／Ｄ）’

＝Ｐ．Ｘ

５１．２％，轴功率只有原来的５１．２％，节约了４８．８％．

以上只是理想条件下的节电率，在实际中，各种运行工况的不同，节电效果也不一样．实际节电效果与

以上的计算结果可能有一定的出入，但从计算结果看，节电效果显著，值得改造．旧’

２变频安全性和优势

２．１变频安全性高压变频器实现了对电机的软启动，避免了工频启动时产生的巨大冲击电流和冲击转

矩，对延长电动机和负载的使用寿命，减少对电网的冲击，保证机组正常运行有非常重要的实际意义．

收稿日期：２００８一０１—１５

修回日期：２００８—０９—２５

作者简介：程仲银（１９８０一），男，安徽宿州人，安徽氯碱化工集团有限责任公司供热分公司副经理

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