张灵硕
摘 要：文章首先分析了高压电机变频与节能方面的相关知识，并深入地探讨了变频改造后的主要优势，并以此为基础制定了3个火电厂高压电机变频改造的具体技术方案，同时选择最优的技术方案，并实行了所选择的技术方案，给火电厂带来了良好的经济效益，同时也取得了理想的节能效果，为我国的各类火电厂的高压电机变频改造工作提供有益的理论支持。
关键词：火电厂；高压电机；变频改造
中图分类号：TM62 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）22-0051-02
1 变频与节能的原理概述
1.1 变频原理
一般情况下，高压变频器所采用的串联方式普遍都是功率单元串联叠加的方式，而绝缘栅双极型晶体管则是其主电路开关的重要组成部分，其每一相都是由若干个单元串联而成的，无论是某一个功率单元输出的电压波形，还是串联后所输出的相电压波形，它们均可以获得几十个电压等级，并且这些电压等级各不相同。当电压等级增多时，各个等级电压就会随之减少，那幺就会减少输出电压的谐波数量，同时也削弱了电机绝缘机所带来的破坏。因此，如果能够真正有效的增加电压等级的数量，那幺就能大大的提升变频器的输出能力，输出的波形几乎等同于正弦波，同时也保证了电网整体的清洁性。可见，变频器所采用的串联叠加的方式是不会产生谐波干扰的，大大的降低了研究者分析谐波和共振等工作的工作量，同时也降低了一部分装置的安装成本。
1.2 节能原理
在对汽机凝结水泵电机采用变频改造技术后，其输出量是可以满足实际的工艺要求的，并且也节省了很多电能，借助于以下的计算公式我们可以推算出实际的节省比例，由于汽机凝结水泵机的流量与自身的转动速度是成正比例关系的，即Q2/Q1=N2/N1，而其电机轴功率与自身的转动速度的立方值也是成正比例关系的，即P2/P1=（N2/N1）3，通过研究变频器的工作原理我们可知变频器的转动频率和转动速度是成正比例关系，即N2/N1=F2/F1。在以上公式中，Q为流量，N为转速，P为轴功率，F为频率，当频率下降20%时，因为Q2=N2/N1×Q1，那幺Q2=Q1×80%。P2=（N2/N1）2×P1，也就是P2=（80%）3×P1=P1×51.2%。通过上述的讨论我们可知，频率下降20%时，轴功率占原料的51.2%，也就是说节能效果为48.8%。在设备的实际运行过程中，实际的节能数据与理想状态的节电率肯定是有一定偏差的，但也取得了明显的节能效果，对高压电机进行变频改造是非常有必要的。
2 高压电机变频改造后的显着优势
2.1 大大的提升了系统运行的安全性和可靠性
无论是多大规模或是何种类型的工程，其一个核心的内容必然是工程的安全性，因此，对于高压电机运行的安全性也应引起我们的足够重视，我们也应重点做好对高压变频器的安全分析工作。借助于软启动技术，那幺平时由于工频启动而带来的强大电流和冲击转矩就被有效的阻止了，同时也有效的提升了电动机的使用年限，有效的保护了电网，保证机组运行的安全性和可靠性。高压变频器自身就具备一套完善的保护体系，当变频器出现过流、过热、过压或是电路出现短路和欠压等问题时，高压变频器都可以自动的检测到这些问题，并依据检测的具体结果进行实时的报警和保护，确保了设备运行的安全稳定性。
2.2 高压变频器的优势
在直接启动交流高压电机时，其往往都会瞬间产生强大的转矩冲击力和电流，那幺转子笼型绕组和阻尼绕组在此过程中就会承受很大的热应力和机械应力，可能会严重的破坏笼条；还可能出现定子绕组绝缘破损的现象，甚至会击穿定子绝缘绕组；启动时所产生的强大电流还能会导致铁芯松弛，并出现机电发热的问题。此时如果采用了高压变频器，那幺就不会产生强大的冲击力，对电网的冲击非常弱，提升了电动机的服务时间，大大的提升了整个机组运行的安全性和稳定性。现阶段，我国电厂的自动化水平不断提升，这对辅助设备的控制性能也提出了更高的要求，那幺我们就更应采用高压变频器来改进风机和水泵的速度，对其流量进行科学的调节，真正的降低对电能的消耗。
3 高压电机变频改造的具体技术方案
在这里我们总结了多年的工作经验并查阅了大量的理论资料，我们主要提出了以下三个高压电机变频改造的技术方案：
3.1 方案一和方案二
方案一中的锅炉引风机和锅炉送风机都采用一拖一的拖动方式，并且带有自动旁路，而汽机凝结水泵则是采用一拖二的拖动方式，同时也带有自动旁路；方案二中的锅炉引风机同样采用一拖一的拖动方式并带有自动旁路，而锅炉送风机和汽机凝结水泵则是采用一拖二的拖动方式，带有自动旁路，两种方案的具体结构如图1：
3.2 方案三
锅炉引风机仍然采用一拖一的拖动方式，不带自动旁路，而锅炉送风机和汽机凝结水泵也采用一拖一的拖动方式，同时带有自动旁路，具体结构如图2、图3：
高压变频器是只能同时为一台电机供电的，举例来说，当图中电机1处于工作状态，那幺KM2、KM3与KM1都应是相互锁住的，这样就能够有效避免出现人为的操作错误；而当电机2处于工作状态时，那幺KM5、KM6与KM4也应是相互锁住的，同时KM2与KM5之间以及KM3与KM6之间都是有电气互锁的，避免了操作失误的出现。这三套设备采用的均为变频一拖一的拖动方式，并且无自动旁路，虽然是没有增加任何的高压电器控制设备，可其安全性能很差，不建议采用。
3.3 方案的确定
在锅炉内部的运转过程中，其引风机和送风机必须是同时运行的，那幺为了更好的保证其运行的安全可靠性，建议采用图1中的一拖一的拖动方式并且带有旁路，这样即使变频器的工作过程出现了问题，系统也能自动切换到工频状态，而汽机凝结水泵几乎都是一用一备的，因此建议采用一拖二的拖动方式并且也带有自动旁路。
4 结束语
在对火电厂高压电机实行变频改造技术方案后，火电厂的实际用电情况得到了很好的改善，取得了十分理想的节能效果，保证了设备整体运行的可靠性和安全性，因各种意外而导致的设备停止运行的现象鲜有发生了，大大的降低了火电厂的生产成本和设备的维护费用。另外，其也很好的解决了轴承的磨损和噪音问题，延长了电机等设备的使用寿命，建立了良好的工作环境。火电厂的相关工作者应认识到高压电机变频改造的重要性和必要性，将上述技术方案科学的应用到实际工作中，切实的提升火电厂的经济效益。
参考文献：
[1]周杰.有关发电厂高压电机节能变频改造的思考[J].科技与企业，2013.
[2]杨建红.高压电机变频改造节能存在的问题与效果[J].硅谷，2014.
[3]雷达.火电厂高压电机变频控制改造[J].华北电力大学，2013.
[4]崔东辉.浅析发电厂高压电机变频改造技术[J].内蒙古科技与经济，2012.
[5]张海涛.流化床锅炉高压电机变频改造效果及问题分析[J].科技致富向导，2011.
