鋒速達通風降溫系統
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廠房通風火電企業常用的高壓電動機調速技術應用的比較PLC控制系
摘 要：今朝，在我國隨著火力發電企業深化改造、竟價上網的周全展開，若何下降發電成本，下降廠用電率，增強內部經管，挖潛節能，提多發電企業競爭能力，已成為火電企業迫切需要解決的問題。本文就火電企業經常使用高壓電念頭調速技術進行深進細致的分析，并就其在現實運用中的優錯誤謬誤提出了自己的看法。
1、 引言
今朝隨著國平易近經濟穩定延續的成長，我國的能源生產和能源消費已進進
世界前列，但由于能源哄騙技術和新材料運用技術的落后，在我國的火電企業中能源的哄騙效率十分低下。是以，隨著火力發電企業深化改造、竟價上網的周全展開，若何下降發電成本，下降廠用電率，增強內部經管，挖潛節能，提多發電企業競爭能力，已成為火電企業迫切需要解決的問題。
在現今的火電企業中，把電能轉化為機械能以完成機組的運行基本都是經由過程電念頭來實現的，電念頭消耗的電能在火電企業的整體能耗中所占比例十分龐大。是以，若何削減電念頭能耗，已成為火電企業節能降耗，減低廠用電率的重要矛盾。
依照傳統的機電拖動原理，直流電念頭依靠機械式換向用具有優良的靜、動態性能指標，同時具有優秀的調速性能，但由于直流電源工程復雜，年夜容量電源供給堅苦，同時直流電念頭由于結構復雜、造價高、維修工作量年夜、容量 轉速受換向條件的制約，在年夜容量的裝備工程中沒法運用。相反，交流電念頭結構簡單、事故率低、維修利便在火電企業中獲得了普遍的運用，但交流電念頭調速相對堅苦，哄騙簡單的調速方案各類性能指標不能到達滿意的使用效果。隨著能源哄騙技術和新材料運用技術的完善，交流電念頭哄騙完整靠得住的調速工程，使調速性能差的錯誤謬誤完全獲得克服，極年夜的增強了裝備的平安穩定運行能力，也為火電企業實現節能降耗變得加倍可行。
本文針對火電企業的主要能耗裝備?高壓電念頭，從調速技術運用成長進手，詳實細致的分析了各類交流電念頭調速工程和裝備的現實運用狀態，并就其在現實運用中的優錯誤謬誤說明了自己的看法。
2、 交流異步電念頭調速原理
由于火電企業機組負荷隨供電量的變化需要不竭調整，使泵和風機的轉矩和輸出功率隨之變化，傳統的調理是經由過程閥門和檔板的開度來實現的，電念頭始終處于全速運行狀態，是以存在嚴重的節省消耗，晦氣于經濟運行。依照流體力學的理論，泵和風機的轉矩與轉速二次方成正比，其功率與轉速三次方成正比，是以調整其拖動裝備?電念頭的轉速就可到達節能的目的。
憑據電磁感應原理，交流異步電念頭定子三相繞組距離120°的相角，當經由過程三相電流后，在定子線圈中將發生旋轉磁場，依照電念頭的基來源根基理其旋轉磁場的轉速知足下式：
?? n0＝60f/P （r/min）
式中，f為交流電源的頻率，P為電念頭的定子級對數
由于交流異步電念頭的轉差率為
S= n0-n/n0
是以獲得交流異步電念頭的轉速為
?? n= n0 (1－S)=60f/P(1－S)
式中 n0??電念頭同步轉速
??n???電念頭異步轉速
??S???電念頭的轉差率
憑據上式可知，電念頭的轉速隨著電源頻率f或電念頭極對數P或電念頭的轉差率S變化，是以經由過程調整電源頻率、電念頭極對數和電念頭的轉差率都可實現電念頭的調速。
3、 高壓電念頭調速技術的運用
依照今朝電力工程電氣設計尺度，火力發電廠各類工藝負荷如需配套200KW以上電念頭均需使用6KV電壓品級的高壓電念頭，隨著單機容量的不竭加年夜，高壓電念頭在火力發電廠的運用越來越普遍，已成為企業廠用電工程的主要用戶。是以，下降高壓電念頭的能耗成為下降企業廠用電率的關頭。
1、 高壓電念頭變極調速
依照上述公式，在頻率和轉差率不變的情況下，電念頭的轉速同極對數成
反比，所以改變電念頭繞組的極對數就能夠到達調速的目的。今朝，電念頭制造廠家凡是是經由過程在一套電念頭定子繞組哄騙中心抽頭來改變繞組的接法以實現兩種轉速，這就是在電力企業中運用較為普遍的所謂雙速機電。另外，也有經由過程在定子槽中嵌放兩套自力的分歧極對數的繞組，而每套繞組又有分歧的接線方式，以實現三速或更多速度變化的電念頭。這類調速方式將使電念頭的體積增年夜，自己成本增加，同時由于只能一級一級的改變轉速，不能實現平滑調速，一方面其調速范圍很窄，一方面在速度變化進程中將給定子繞組帶來沖擊，影響電念頭的使用壽命。是以，這類方式在火電企業的現實運用中只能做為年夜負荷變化時的整體速度調理，對企業的整體節能效果不年夜。
2、 高壓電念頭變轉差率調速
改變電念頭轉差率以改變電念頭轉速的方式可分為定子電壓調整法、轉子
串電阻法、串極調速法、電磁轉差離合器調速法和液力耦合器調速法等幾種。今朝在火電企業中運用較多的為串極調速和液力耦合器調速，下面就這兩種方式做重點分析。
�。�1） 轉子串極調速
這類調速方式經由過程在轉子回路中串進一個同轉子電動勢頻率不異的三相對稱的附加電動勢，從而調整轉子回路的電動勢和電流年夜小，使異步機電部門轉子能量回饋至電網，以改變轉子滑差可實現電念頭調速。這類方式必需使用繞線式異步電念頭，哄騙嵌裝于定子繞組中的反饋繞組，采用可控硅技術改變附加電動勢的年夜小來實現電念頭調速。由于其沒有突破電念頭的同步轉速，所以只能在同步轉速以下范圍進行調速，調速范圍一般在70%-95%左右，調速范圍窄。另外現在現場幾近都采用鼠籠式異步電念頭，需更換機電很是麻煩，串級調速機電受轉子滑環的影響，不能做到很年夜功率，滑環維護工作量也較年夜。同時可控硅技術容易造成對電網的諧波污染；隨著轉速的下降，電網側功率因數也變低，需要時需接納措施進行抵償。其優點是變頻部門容量較小，比其他高壓交流變頻調速技術成本稍低。由于其調速性能一般，且需要更換電念頭，是以今朝在火力發電企業的運用其實不普遍。
（2） 液力耦合器調速
液力耦合器主要由泵輪、渦輪和旋轉內套組成。經由過程在機電軸和負載軸之間加進葉輪，調理葉輪之間液體（通常是油）的壓力，到達調理負載轉速的目的。這類調速方式實質上是轉差功率消耗型的做法，是經由過程純機械方式進行轉速調整的方式，存在一定的機械磨損和機械阻力，其效率隨著轉速下降越來越低，由于受執行機構和液壓機構的限制，調速精度沒法保證，自動調整十分堅苦，同時其需要斷開機電與負載進行安裝，并需要一整套液壓油工程，維護工作量年夜，過一段時間就需要對軸封、軸承等部件進行更換，現場一般較臟，屬淘汰技術。但由于其成本較低，并可以由工藝制造廠家直接配套供貨，是以在一些新建機組中依然時有益用。隨著高壓交流變頻調速技術的成長，在一些重要和年夜型火電企業中，這類調速技術和裝備已在慢慢淘汰。
3、 高壓電念頭變頻調速
變頻裝配是近幾年隨著節能和新材料運用技術同步成長起來的新興技術，近
三年來成長十分迅猛，由于其優秀的調速性能，穩定的運行水平，已成為火電企業進行技術改造和節能降耗 下降廠用電率的主流趨向。高壓變頻裝配由于其對工程結構和材料運用的要求較高，其成長有著一個從理論到實踐的漸進的進程，下面就幾種曾運用較為普遍的高壓變頻工程和裝配進行分析和比力。
（1） 高--低--高型變頻器工程
變頻器為低壓變頻器，采用設置裝備擺設輸進降壓變壓器和輸出升壓變壓器以實現高壓機電的調速。這是高壓變頻技術未成熟時的一種姑且過渡技術。由于低壓變頻器電壓低，電流不成能無限制的上升，限制了變頻器的容量。同時由于輸進和輸出變壓器的存在，使工程的效率下降，占地面積增年夜，同時發生對電網的諧波污染，使輸出諧波、dv/dt、共模電壓加年夜，工程效率下降。必需加裝濾波器才能適用于普通機電，否則會發生電暈放電，使電念頭盡緣損壞。
（2） 高--低--低型變頻器工程
變頻器為低壓變頻器，輸進側采用變壓器將高壓變為低壓，將高壓機電換失落，采用特殊的低壓機電。這類做法由于采用低壓變頻器，容量也比力小，對電網側的諧波較年夜。在變頻器泛起故障時，機電不能投進到工頻電網運行，在有些不能停機的場所運用會有問題。另外，機電和電纜都要更換，增加了改造成本，工程量比力年夜。這也是高壓變頻技術未成熟時的一種姑且過渡技術。
�。�3） 直接高壓變頻器工程
隨著新材料新工藝的運用，直接高壓變頻器工程已獲得十分普遍的運用，
其不僅能夠直接下降廠用電率，下降供電煤耗，增年夜上網電量帶來直接的經濟效益，而且由于改變了傳統的依靠用擋板和閥門調理流量致使效率低下的技術方案，使檢修和維護工作量年夜年夜下降，使裝備以致機組的平安靠得住性年夜年夜提高，削減了機組故障，同時也下降了電廠的備件和材料成本，從而帶來了龐大的隱性經濟效益，運用高壓變頻技術已成為火電企業進行技術改造的主流趨向。今朝，高壓變頻器按中心直流濾波環節的分歧，基本可分為電壓源型和電流源型兩種技術門戶，其在成本，靠得住性，對電網的諧波污染，輸進功率因數，輸出諧波，dv/dt，共模電壓，工程效率，能否四象限運行等方面各有分歧。
電流源型變頻器采用年夜電感作為中心直流濾波環節。整流電路一般采用晶閘管和GTO做為功率器件，經由過程接納電流PWM控制，以改善輸進電流波形，可接納多重化技術，哄騙12或18脈沖整流技術，保證優秀的輸進波形。逆變部門一般使用晶閘管或GTO作為功率器件，采用功率器件串接的方式，到達工程的耐壓要求，驅動功率較低。由于存在著年夜的平波電抗器和快速電流調理器，所以過電流庇護比力容易，無需熔斷器和熔斷庇護電路，削減了器件數目，提高了工程靠得住性。同時，由于采用了對稱的整流電路，雖然直流環節電流的標的目的不能改變，但整流電壓可以反向(當整流電路工作在有源逆變狀態時)，可以使在降速工況下負載反饋的能量回饋電網，實現工程的四象限運行。但由于此類變頻器采用器件直接串聯，因各器件的動態電阻和極電容分歧，必然會發生動態和靜態的均壓問題，均壓電阻會消耗一部門功率，影響工程的效率。
電壓源型三電平變頻器采用二極管整流，電容儲能，IGBT或IGCT逆變。三電平的逆變形式，采用中心點鉗位的方式，解決了兩個器件串聯的難題，使輸出波形比兩電平好。這類變頻器由于采用高壓器件，輸出側的dv/dt仿照照舊比力嚴重，需要采用輸出濾波器，但濾波器會使工程效率下降，同時影響靠得住性，由于輸進采用對稱三電平整流結構，可做到輸進功率可調，輸進諧波較低�？梢詫崿F工程的四象限運行，具有較好的動態性能。這類變頻器的冗余設計比力堅苦，工程靠得住性整體較低。
電壓源型功率模塊串聯多電平變頻器采用低壓變頻器串聯的方式實現高壓，輸進側采用移相降壓型變壓器，實現18脈沖以上的整流方式，知足國際上對電網諧波的最嚴酷的要求。在帶負載時，電網側功率因數可到達95%以上。在輸出側采用多級PWM技術，dv/dt小，諧波少，知足普通異步機電的需要。功率電路采用尺度模塊化設計，更換簡單，所用器件在采購也比力容易。這類變頻器采用低壓IGBT作為逆變元件，與采用高壓IGBT的三電平變頻器相比，功率元件數目較多，但技術上較成熟。由于多重化技術就是每相由幾個低壓PWM功率單元串聯組成，各功率單元由一個多繞組的隔離變壓器供電，每一個功率單元承受全數的輸出電流，但僅承受1/5的輸出相電壓和1/15的輸出功率，是以基本不存在均壓問題，但沒法實現能量反饋和四象限運行。由于整流變壓器與功率模塊的連線較多，是以變壓器不能與變頻器分隔放置，在空間有限的場所不是很靈活。
4、 竣事語
隨著全國節能運動的深進展開，若何節能降耗 下降廠用電率已成為火電企業提高競爭力的一件年夜事。從以上分析來看，直接高壓變頻器工程出格是具有高壓整流逆變元件的電流源型變頻器和功率模塊串聯多電平電壓源型變頻器以其優秀的調速性能和電源順應能力具有十分廣漠的運用前景，采用這類技術不僅能夠到達節能的目的，也能夠使裝備處于最好的運行狀態，年夜年夜提高了運行效率，極年夜地提高了裝備的自動化控制水平。但由于今朝此技術采用的元器件價格較高，致使工程的整體價格較高，致使一些企業運用還不十分普遍。隨著技術的成長，哄騙直接高壓變頻器工程勢必成為火電企業追求裝備穩定運行，減低能源消耗的主流趨向。
參考文獻：
1、 李遵基. 變頻控制原理及運用. 華北電力年夜學.
2、 李遵基. 高壓變頻器國內電廠運用實例.北京中能長城控股公司.
對PLC控制工程在火電廠運用中存在的問題進行了分析探討，具體介紹了電磁干擾問題的防范措施，說明經由過程優化電源工程、PLC工程靠得住接地，可以確認 PLC控制工程穩定運行。
隨著計較機和網絡通訊技術的成長，PLC(Programmable Logic contller)可編程邏輯控制器)以其壯大的功能和高度的靠得住性在火電廠控制工程中獲得了普遍的運用，它的靠得住性關系到火電廠各年夜工程的平安運行，甚至影響到機組和電網運行的平安性和經濟性。隨著使用年限的增加，在機組運行時代所發生的各類事故中，因PLC工程故障引發的機組事故已占一定的比例，是以PLC控制工程故障及其防范便成為今朝需要思慮息爭決的問題。
1 存在問題
發電站的情況空間存在極強的電磁場，發機電的電壓高達數千伏、電流高達數百安，開關站的輸出電壓高達數十千伏或數百千伏。由于現場條件的限制，有時某段數百米長的強電電纜和旌旗燈號線不能有用的分隔，甚至只能在統一電纜溝內。這樣，高電壓、年夜電流接通和通斷時發生的強電干擾可能會在PLC輸進線上發生感應電壓和感應電流，這類干擾輕則會造成丈量數據顯示不準，重則足以使PLC的光電耦合器中的發光二極管發光，致使PLC發生誤動作。這類現象在現場經常發生，如：陜西金泰氯堿化工自備電站為3×130t/h+2×25MW火機電組，其中輸煤工程、化學水處置工程、水源井工程均運用了帶有上位機的PLC控制工程，而在汽鍋吹灰工程、除灰、靜電除塵、磨煤機稀油站、汽機膠球清洗工程等運用了小型PLC控制工程。輸煤PLC程控工程，曾屢次泛起2號A皮帶白啟動，檢查發現其輸進、輸出回路各有高達57V的感應電壓，使其輸進光電隔離器(DC24V驅動)動作，致使接觸器吸合將2號A皮帶啟動。隨后該電站接納了抗干擾措施，在負載兩頭并接了RC涌浪吸收器，到今朝為止再未發生過類似現象。
2 防范措施
PLC內部用光電耦合器、小型繼電器和光電可控硅等器件來實現開關量旌旗燈號的隔離，PLC的模擬量模塊一般也接納了光電耦合器隔離措施。這些措施不僅能削減或消除外部干擾對工程的影響，還可以庇護CPU模塊，使之免受外部來的高電壓的風險，是以一般沒有需要在PLC外部再設置干擾隔離器件。
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