新一代高压变频器在电厂水泵节能改造中的应用

　　1 引言

　　采用新型高压大功率电力电子器件、直接“高-高”方式高压变频器，具有体积小、效率高、结构简单、运行可靠等特点。变频器装置采用不可控24脉冲移相整流和全控器件进行开关调制，具有很高输入侧功率因数、优良调速性能和转矩控制性能。高压变频器改变电动机运行频率，很宽转速范围内进行高效率转速调节，可以取很好节电效果，风机和水泵节能改造上已经到广泛验证。

　　国电双鸭山发电厂3、4号机为210MW火电机组，和3、4号机组配备有6台6kV/570kW灰浆泵电机，电机型号JS512-8，额定电流69A，额定转速730r/min。其中，6#灰浆泵是二级泵，和5#灰浆泵配合使用。安装变频器之前，6#灰浆泵是前池液面高度决定启、停电机。这样就存两方面问题:适应生产工艺要求，需要每天前池液位和冲灰管需要不断切换、启停电机，前池液位高度不到很好控制，频繁工频启动电机对电机造成很大冲击; 另存节流损失，造成电能浪费。进一步优化灰浆泵运行工况，节省电能，对6#灰浆泵电机进行高压变频改造。

　　6#灰浆泵电机高压变频器改造之后，调整6#灰浆泵变频器运行频率(电机转速)来调整前池液面高度，这样5#灰浆泵可以一直最佳效率下工频运行，减少了操作6#灰浆泵开关分合次数，减小了电机工频启动造成冲击，进一步优化了生产工艺，节省了电能。

　　2 灰浆泵运行工艺和变频改造技术方案

　　2.1 6#灰浆泵运行情况及变频改造技术方案

　　(1) 灰浆泵运行现场，变频器到电机之间高压电缆经常发生单相对放电或单相直接接情况。这种情况下，要保证不能损坏变频器，变频器要能发出报警停机信号现场人员及时处理。，要求变频器输出能承受单相接能力，相应变频器输出滤波器电容中性点不能直接接，需要电容接。

　　(2) 6#灰浆泵属于二级泵，启动6#灰浆泵变频器运行之前，5#一级灰浆泵通常已经运行，将会推动6#灰浆泵电机运转，变频器相当于飞车启动。变频器启动时需实时检测电机运行频率，该运行频率带动电机启动。

　　(3) 6#灰浆泵变频运行要求能对前池液位高度闭环控制，自动调节电机转速。

　　(4) 灰浆泵运行时，前池液位很低时候有可能造成负荷过大堵转情况，要求变频器有过载能力以及过流保护措施。

　　综合上述因素，从目前国内、外主要两种高压变频器拓扑结构中，选择基于IGCT三电平中性点箝位拓扑结构。三电平拓扑结构具有以下优点:开关功率器件数少、IGCT开关电流大、过流能力强、结构简单、可靠性高、适合负载冲击较大应用场合。