凤凰彩票 高压变频器的节能计算_信息与通信_工程技术_专业信息

日期:2021-03-02 22:07:47 浏览量: 95

摘要:降低电厂耗电量,降低发电成本并提高并网电力的竞争力已成为火力发电厂追求的经济目标。近年来,电网的负载峰谷差异越来越大。频繁的调峰任务已导致一些辅助机器仍以工频运行,从而导致大量的功率损耗。本文着重介绍了高压变频器的工作原理以及实际运行中的详细节能分析,使我们更好地了解其节能效果以及典型风机和水泵的节能计算。因此炸金花棋牌 ,可以得出结论,高压变频调速技术越来越成熟,在电力系统中得到了广泛的应用,节能效果明显。关键字:关键词:变速高压变频器功率单元IGBT节电率一、简介众所周知,高压电动机的应用极为广泛,它是工矿企业,冶金,钢铁变频节能计算公式,化学工业,电力,水处理在其他行业的大中型工厂和矿山中,它用于驱动风扇,泵,压缩机和各种大型机械。它的能耗占电机总能耗的70%以上,其中大多数具有调速要求。由于高压电动机的后向速度调节方法,浪费了很多能量并且缩短了机械寿命。在1990年代,由于变频调速技术在低压电动机中的成功应用,人们开始研究高压电动机变频技术的应用,并设计了高高压源式变频技术。该方案采用多级电路类型(CMSL),它由几个低压PWM变频功率单元组成,并且输出电压串联连接(功率单元为三相输入和单相输出)到实现直接高压输出。

经过我厂的多次调研比较,最终选择了与北京立达华孚电气科技有限公司合作。本文将分析河南新乡宇新引风机和凝结水泵的节能情况。发电厂从两个方面:HARSVERT-A系列高压变频器的工作原理和实际工作条件。 二、高压逆变器的工作原理(一)逆变器的结构:以一个6kV五电平单元串联多电平高压逆变器为例。1.系统主电路:内部由15个相同的电源组成单元模块由5个模块组成,每个模块分别对应高压电路的三相,单元电源由干式移相变压器供电,原理如图1所示。图1.图1:逆变器的结构2.功率单元组成:功率该单元是单相桥式转换器,由输入干式变压器的次级绕组供电,经过整流和滤波后,有4个IGBT通过PWM方法(如图2所示)进行控制以生成设定频率波形变频器中的所有功率单元均具有相同的电路拓扑并实现模块化设计,控制通过光纤发送至单元控制板。框图如图3所示。图2:电源模块输出的正弦PWM波形图3:电源模块的电路结构3.电源单元控制:来自主控制器的控制光信号在经过光电转换,控制电路处理器接收到相应的指令并发出相应的IGBT驱动信号。在接收到相应的驱动信号后,驱动电路将相应的驱动电压发送给IGBT控制极变频节能计算公式,从而使IGBT导通和截止,并输出相应的波形。

功率单元中的状态信息将收集在响应信号电路中进行处理,由电/光转换器集中和转换,并作为光信号发送到主控制器。 (二)变频器的工作原理1.变频器的调速原理根据电机的基本原理,电动机的转速满足以下关系:n =(1-s)60f / p = n0×(1-s )(P:电动机极对数; f:电动机工作频率; s:滑差)从公式可以看出,电动机的同步速度n0与电动机的工作频率成正比(n0 = 60f / p) ,由于滑差s通常较低捕鱼平台 ,所以相对较小(0- 0. 0 5),则电动机的实际速度n大约等于电动机的同步速度n0,因此电动机的实际速度可以通过调节电动机的供电频率f可以改变电动机的转速,转差率s与负荷有关,负荷越大,转差率越大,因此电动机的实际转速也会随着负荷的增加而略有下降。 2.变频器的结构原理,无谐波高压变频器采用了几种低压PWM频率c串联连接的逆变功率单元通过这种方式可以实现直接高压输出。 6kV电网电压由次级侧多重隔离变压器降低,以向功率单元供电。功率单元是三相输入和单相输出的AC / DC PWM电压源逆变器结构,相邻电源单元的输出端串联连接以形成Y型连接结构,以实现直接的高压输出。可变电压和频率转换,并提供给高压电动机。以6kV输出电压为例,每相由五个额定电压为690V的功率单元串联而成。相电压可以达到3450V,线电压可以达到6kV左右。

通过改变每相串联的功率单元的数量或功率单元的输出电压电平,可以实现不同电压电平的高压输出。每个功率单元由输入变压器的一组次级侧供电,并且功率单元和变压器的次级绕组彼此绝缘。次级绕组采用扩展侧三角形连接的方法实现多路复用,以达到降低输入谐波电流的目的。对于6kV电压等级的逆变器,提供15个功率单元的15个次级绕组中的每一个都分为三组,分为5个不同的相位组,彼此相差12度,形成30脉冲的整流器电路结构,输入电流波形接近正弦波。这种等效的分相供电模式将总谐波电流失真降低到大约1%,并且逆变器的输入功率因数可以达到0. 95或更高。其原理如图4所示。图4:单元系列输出结构图3。逆变器输出波形叠加原理:高压逆变器运行后,将输入工频的三相高压交流电转换成频率可调的三相交流电,其电压和频率分别对应V / F的设置调整以使电动机保持不同的频率运行,并且定子铁芯中的主磁体通常保持在额定水平,从而提高了电动机的转换效率。因此,在多重叠加的应用中,高压逆变器的输出电压的谐波含量非常低,已经达到了常规电源电压的允许谐波含量。同时,输出电压的dV / dt很小,不会增加电机绕组的应力。标准交流电动机电源,无需降低容量或增加输出滤波电抗器,以确保高压设备的多功能性。

图5显示了与多级单元串联叠加的三相波形。图5:多级单元串联叠加的三相输出波形图5:多级单元串联叠加的三相输出波形三、 300MW机组引风机系统的变频和节能分析。引风机是高能锅炉的辅助设备。消费设备的输出功率无法通过随机的组负载更改来更改。仅通过改变挡板的开口来调节风压和风量,在节流损失中消耗了大部分能量。针对上述能源浪费现象,利用高压变频技术对电厂重要动力设备进行技术改造,是电厂节能降耗,提高发电能力的有效途径。在电网上竞争。 1.现场情况介绍:1)#2发电机组容量:300MW 2)配置的引风机数量:2套3)年度运行时间:7920h 4)上网电价:0. 25元5)参见以下设备参数表1:电动机型号电动机功率Pdn(kW)电动机电压U0(KV)电动机电流I0(A)电动机速度n0(r / min)功率因数YKK800-3-8 2000 6 254 746 0. 89型号额定流量(m / S)全压(Pa)3引风机AN28e6静叶片可调的轴向引风机258 4315 6)引风机在不同负荷下的实际运行参数。发电机组如下表所示:静态叶片开度(%)单位负载(MW)平均工作时间(%)A引风机580290300 6 4 7 7 9 10 2 7 6 7 8 6 21 3 6. 4 3 8. 9 4 0. 5 4 2. 3 4 5. 8 4 8. 2 5 0. 5 5 2. 5 5 5. 4 5 7. 9 6 1. 8 6 4. 1 6 7. 3 B引风机3 7. 1 4 0. 4 4 2. 8 4 4. 3 4 6. 1 4 7. 6 4 9. 8 5 3. 4 5 6. 1 6 0. 4 6 4. 7 6 7. 3 7 0. 2 A引风机141 9. 34 155 8. 41 170 1. 89 180 4. 92 188 9. 11 198 7. 83 208 5. 38 214 6. 67 230 1. 87 249 1. 81 268 2. 38 284 4. 12 305 6. 13全压(Pa)B引风机147 3. 24 157 5. 91 168 0. 37 179 0. 02 189 3. 98 198 9. 29 209 6. 32 216 9. 91 231 3. 34 253 8. 13 279 2. 18 300 9. 46 326 5. 79引风机9 9. 01 10 0. 46 10 2. 31 10 4. 29 10 6. 77 10 9. 43 11 2. 23 11 4. 04 11 7. 37 12 2. 81 12 5. 63 13 2. 11 14 0. 06电动机电流(A)B引风机11 7. 03 11 8. 14 12 0. 61 12 3. 07 12 5. 47 12 8. 25 13 0. 45 13 2. 21 13 5. 16 13 8. 02 14 2. 81 14 8. 14 15 4. 392。工频状态下的年功耗计算:Pd:电机总功率; PA:电动机功率; PB:B电机功率; IA:电动机输入电流; IB:B电机输入电流; U:电动机输入电压; cosφ:功率因数。

计算公式:PA =×U×IA×cosφ; PB =×U×IB×cosφ;那么Pd = PA + PB =×U×(IA + IB)×cosφ...①电动机处于工频状态时,引风机电机的实际功耗计算如下表3所示:负载两台引风机(MW)的平均运行时间(%)A引风机电流(A)B引风机电流(A)功率因数总功率频率(kW)570280290 300 6 4 7 7 9 10 2 7 6 7 8 6 21 9 9. 01 10 0. 46 10 2. 31 10 4. 29 10 6. 77 10 9. 43 11 2. 23 11 4. 04 11 7. 37 12 2. 81 12 5. 63 13 1. 11 13 9. 06 11 7. 03 11 8. 14 12 0. 61 12 3. 07 12 5. 47 12 8. 25 13 0. 45 13 2. 21 13 5. 16 13 8. 02 14 2. 81 14 7. 14 15 3. 39 0. 78 0. 79 0. 8 0. 81 0. 82 0. 83 0. 83 0. 83 0. 85 0. 86 0. 87 0. 88 0. 89 175 1. 17 179 4. 64 185 3. 27 191 3. 81 197 9. 02 205 0. 08 209 3. 20 212 4. 00 223 0. 65 233 1. 07 242 6. 98 254 4. 59 270 4. 84Cd:年耗电量; T:年度运行时间; δ:单负载运行时间百分比。

累计年耗电量公式:Cd = T×∑(Pd×δ)…②Cd = 17630523 kW·h因此,采用工频运行时,引风机系统的年耗电量约为176 3. 05百万度电。 3.变频状态下的年耗电量的计算:风机设备是平方转矩负载,其转速n与流量Q,压力H和轴功率P具有以下关系:Q ∝n,H∝n2,P∝n3 即流量与速度成正比,压力与速度的平方成正比,轴功率与速度的立方成正比。通过在引风机的工频运行数据中分析折流板总功率与平均开度之间关系的变化趋势,可以看出折流板的开度与导流板的开度之间存在线性关系。总功率。现在,以负载点20 0、 300MW处的A和B引风机的平均开度百分比和电动机的总功率数据来计算在100%开度的情况下总功耗数据的特征趋势,并且推算出100%的开度在这种情况下,两个引风机的总功耗值。在200MW机组的负载下,两个引风机的平均叶片开度为(4 0. 5 + 4 2. 8) / 2 = 4 1. 65%。在300MW机组的负载下,两个引风机的平均叶片开度为(6 7. 3 + 7 0. 2) / 2 = 6 8. 75%,即:两个引风机的总功耗为100挡板打开的百分比为3472kW P':电动机的实际总功率; P100:挡板打开100%时的电动机的总功率; H':风扇的实际风压; H0:额定风压。

累计年耗电量公式:Cd = T×∑(Pd×δ)…②Cd = 12355757 kW·h因此,使用变频运行时真人三公 ,引风机系统的年耗电量约为123 5. ] 580,000千瓦时。 4.节能计算:对引风机进行变频改造后,下面表5中的数据和下面图8中的效果图:单位负载580290300总功率频率(kW)175 1. 17 179 4. 64 185 3. 27 191 3. 81 197 9. 02 205 0. 08 209 3. 20 212 4. 00 223 0. 65 233 1. 07 242 6. 98 254 4. 59 270 4. 84总变频功率(kW)77 9. 17 87 8. 755 96 4. 215 105 6. 57 114 0. 58121 6. 37 131 1. 42136 1. 06 148 8. 87 169 4. 05 192 3. 79 212 7. 31 238 7. 93节能率(%)5 5. 51 5 1. 03 4 7. 97 4 4. 79 4 2. 37 4 0. 67 3 7. 35 3 5. 92 3 3. 25 2 7. 33 2 0. 73 1 6. 40 1 1. 72图8:引风机系统的节能效果图年度节电:?C = Cd-Cb = 176 3. 05-123 5. 58 = 52 7. 4700万千瓦·h,单位平均节电率:(?C / Cd)×100%=(52 7. 47/176 3. 0 5)×100%= 2 9. 92%工作时间为7920小时,平均负载为250兆瓦经过变频改造后,2号机组的引风机系统每年可节省52 7. 470,000 kWh。按上网电价0. 25元计算,相当于发电成本:52 7. 47×0. 25 = 13 1. 8700万元。

四、 300MW机组凝结水泵变频节能分析。 300MW机组(燃煤)设计有两个NLT350-400×6立式冷凝水泵,配有YKSL500-4电动机AG真人 ,额定功率为1120kW / 6kV。电机没有速度控制装置,通过改变冷凝水母管的开度来调节门来控制流量。 1.凝结水泵现场运行数据:1)#2发电机组容量:300 MW 2)凝结水泵的配置数量:2(已使用1,已准备1)3)凝结水泵的参数如下所示表6:泵型号的额定流量(qv),最大值)额定扬程(H)NLT350-400×6 745m / h 321 m3功率(Pb)效率(η)水位高度差(H 0) 1120kW 0. 78 0. 23 m 4)匹配的电动机参数,请参见下表7:电动机型号的额定功率(Pdn)额定电流(I 0)速度(n 0) 1120kW 12 5. 5A 1486r / min YKSL500-4额定电压) (U 0)效率(η)功率因数(Cosφ)6kV 0. 94 0. 9 5)发电机组不同负载下的凝结水泵的工作参数如下表8所示:单位负载( MW)平均运行时间(%)调节门开度(%)冷凝水流量(t / h)电动机电流(A)脱气器压力(MPa)主管压力(MPa)200 8. 0 6 2. 5 55 7. 0 8 8. 6 0. 43 3. 28 220 8. 1 6 7. 7 59 5. 5 9 0. 7 0. 51 3. 26 250 2 0. 7 7 3. 2 63 7. 1 9 2. 6 0. 59 3. 19 280 1 7. 5 8 2. 6 70 2. 1 9 5. 9 0. 67 3. 11 300 4 5. 7 8 8. 3 74 9. 6 9 8. 5 0. 72 3. 07 6)除氧器水等级:2. 44m 7)冷凝水箱水位:2. 21m 8)发电单价:上网电价:0. 25元/ kW·h 9)全年工作时间:7000h 2 。工频状态下的年耗电量计算:Pd:电机总功率; I:电动机输入电流; d:电动机效率; U:电机输入电压; cosφ:功率因数。

计算公式:Pd =×U×I×cosφ...①在电动机的工频状态下,各负载电动机的实际功耗计算值如下表9所示:单位负载(MW)平均运行时间(%)电动机电流(A)工频功耗(kW)200 8. 0 8 8. 6 82 8. 6 220 8. 1 9 0. 7 84 8. 3 250 2 0. 7 9 2. 6 86 6. 1 280 1 7. 5 9 5. 9 89 6. 9 300 4 5. 7 9 8. 5 92 1. 2Cd:年耗电量价值; T:年度运行时间; δ:单次负载运行时间的百分比。累计年耗电量公式:Cd = T×∑(Pd×δ)…②Cd = 624579 3. 29 kW·h因此,采用工频运行时,凝结水泵的年耗电量约为62 4. 5800万千瓦时的电力。 3.变频状态下的年耗电量的计算:Pd':电机轴功率; P:冷凝水泵轴功率; d:电动机效率; b:变频器效率; f:泵效率;问:泵出口流量; H:泵出口压力; Hst:静态泵头; λ:泵的特性系数。因为冷凝水泵直接连接到电机轴,所以传动效率为1;传动效率为1。 Pd'= P…③电机功率:…④冷凝水泵轴功率:P =…⑤将除氧器压力转换为泵压头值Hst',然后通过泵进水和出水水位之间的高度差来计算运行平均静头:Hst = ∑(Hst'×δ)+ H0 = 6 4. 64m。

将阀门开度100%的预期工作压力H = 298m和流量Q = 830 m3 / h代入管道特性曲线,可通过以下公式得出:Hc = Hst +…⑥,= 3. 38×10 -4;管线特性曲线Hc = 6 4. 6+ 3. 38×10-4。将每种负载条件下的流量Q代入公式④和⑤中,即可得出泵的出口压力H。具体值如下表10所示:单位负载(MW)平均运行时间(%)冷凝水流量(t / h)泵出口压力(m)200 8. 0 55 7. 0 16 9. 73 220 8. 1 59 5. 5 18 4. 76 250 2 0. 7 63 7. 1 20 2. 13280 1 7. 5 70 2. 1 23 1. 62 300 4 5. 7 74 9. 6 25 4. 984。凝结水泵变频调速条件下的功耗计算:将凝结水泵在100%开度时的预期运行状态值代入公式⑤:λ= 3. 89×10-3。当冷凝泵用于变频调速时,不同负载下泵的泵浦功率P由公式⑤计算。如果考虑电动机和逆变器的效率,则可以根据上述公式③和④计算出电网侧的功率损耗Pb。具体结果显示在下表11中:单位负载(MW)平均运行时间(%)冷凝水流量(t / h)泵浦功率(kW)电机效率逆变器效率电网侧功率(kW)200 8. 0 55 7. 0 36 1. 96 0. 92 0. 95 41 4. 1419 220 8. 1 59 5. 5 42 1. 25 0. 92 0. 95 48 1. 9794 250 2 0. 7 63 7. 1 49 3. 05 0. 93 0. 95 55 8. 0645 280 1 7. 5 70 2. 1 62 2. 61 0. 94 0. 96 68 9. 949 300 4 5. 7 74 9. 6 73 1. 77 0. 95 0. 96 80 2. 3794Cb = 472583 6. 47 kW·h因此,在使用时逆变器运行时,凝结水泵的年耗电量约为47 2. 580,000 kWh。

5。节能计算:年节电:?C = Cd-Cb = 62 4. 57-47 2. 58 = 15 1. 99百万千瓦·h节能率:(?C / Cd)×100%= (15 1. 99/62 4. 5 8)×100%= 2 4. 33%根据2006年至2007年一年的运行数据统计结果分析,2#单位凝结水变频调速后每年进行改造,可节省15 1. 99百万度,相当于发电成本:15 1. 99×0. 25 = 380,000元。 300MW机组引风机和凝结水泵系统的节能分析与演示:采用高压变频器对两个引风机和凝结水泵进行变频改造,改变定子叶片的开度是可行的风扇调速,可以达到降低设备耗电率的目的,此外银河体育app ,在系统的安全性和可靠性上,设备的维护量有很好的好处。参考文献[1]高压变频调速系统HARSVERT-A系列技术手册北京立华孚电气技术有限公司[2]高压变频器应用数据汇编-电力工业北京立华关于傅立新电气技术有限公司张庆,新乡市宇鑫发电有限公司设备管理部电气工程师。严坤,北京立华孚电气技术有限公司技术工程部。