HARVEST高压变频器在邯峰电厂凝结水泵上的运用.docx

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1、HARSVERT高压变频器助力华能邯峰电厂节能增效北京利，华福电气技术有限公司岸京海、昌泽玉、黄松英Mt圾峰电厂是国宸“九五”期间河北省最大的中外合资工程，其先后健成2台660燃煤发电机俎是华北地区单机容量数大的发电机组,此次其次泵变翔改造是国内660MW机组的首次成功应用,为今后600MW以上机组应用国产商压变基器进行改造提供了良好的成功应用好脸。关健调：66OMW燃煤发电机也凝结泵变然调速改造一、概况郎峰电厂一期工程为2台66万千瓦机短，该工程由中每双方共同设计，是国家“九五”期间河北省最大的中外合安工程。该厂位于河北省出郸市.厂区占地73.54公顷,规划容量2400MW,一期工程于200

2、1年3月26日.9月I日先后建成2台66OMW燃煤发电机组投入商业运营，是华北地区单机容量最大的发电企业。出峰发电厂主设备代表港上世纪90年代末期的国际先进水平。该厂汽轮发电机、电气仪控系统采用德国西门子设计制造的设备.辅机主要有2台全容量秋牯水泵，2台半窖量汽助蛤水泵，1台35%容量电动给水泵，3台半容量徜环水案。凝结泵是汽轮机热力系统中的主要辅机设备之一，它的作用是把淡汽水箱的凝结水级低压加热器加热后送入除氧母内维持除氧落水位平街.系统采用传统的配置，凝结水通之凝结水泵升区后，经过轴封加热器、4台低压加热器后送入除氧器.维持凝给水泵连续、稳定运行是保持电厂平安、经济生产的一个重要方百.:疑

3、结水系统的工艺例图如图1所示。图1:凝结水系统的工艺简图机俎在满负有情宛下,凝结泵出口调节同开度都在40%60%之何运行，50S负荷至100%负荷间压差较大，沟门一直处在节流状态下工作，节流氓失大.由于机缎参与调峰，凝泵主辅机设备具有较大的谢裁空间，在低负交时,E票出力不交,造成很大浪费.利用西压变频器财鞋结泵进行变频控制,实现凝泵给水流Jt的变负荷调节。这样,不仅改善了调节品质,而且提高系统运行的可维性：降低了机组的补水量，改善了系统的经济性,节约能源，为降低电厂厂用电率提供了良好的途径，二、控制某毓方案1.凝结泵的运行工况凝站泵电机使用图国西门子立式电机，260Ok6kV,每台机组配备2台

4、疑转泵，运行方式为一用一备.调节凝汽器内的水位是凝结泵运行中的一项主要工作。在正常运行状态下,凝汽器内的水位不能过高或迂低.当机组负荷升高时,凝结水量中加.微汽器内的水位相应上升.当机组负先降低时,凝汽器内水位相应降低。没有使用变频森之前，凝汽森内的水便同整是通it改变凝结水泵出口阀门的开度迸行的.讽节蛟性度差，大量能量在阀门上损耗。同时由于婉繁的对阀门进行操作，导致阀门的可靠性下降，影响机组的稳定运行.使用高压变频器后，款站水泵出口脚门不需要赚繁调整，何门开度保持在一个比较大的范图内，通过询节变演器的箱出密率收变电机的转速,到达调节出口流量的目的，满足运行工况的要求。2、系统运行状态的控制在

5、正常工况下，DCS优先选择#11凝结水泵投入运行，并根据凝汽愚水位进行变频调速控制,调节凝错水泵.比时主凝结水调整门处于全开状态.如果R2泵开关一旦合同（不管其他条件.主凝结水调门可掇据负荷大小分别调600MW时调整至40,300MW&：调整至30%其它负荷按此直鼓斜率确定调门位置,到位后且#11凝泵6kY开关跳间,主凝结水调门自动投入.在凝汽器、除氧器水位平粒后,将#12泵出口电动门由30%逐渐开展。为保证主凝结水母管压力不低于0.6Wa,JnI凝泵最低率设定为30HZ（900转/分）.#11泵运行有的种运行方式，即工频运行和变瓶运行.如变疑器正常，411泵通过变柒谢节（旁路断开），操作顺序

6、为：先合上引1凝结水泵6kV开关,再启动交频器：如变频器有故障,则需隔高变然器.通过旁珞工皴运行,并通过主凝结水蜩门自动来控制水位，操作限序为：将#u要泵电源切换为旁路工频状态，合上In1.凝结水泵6kY开关即可实现#11磔泵工柒运行“=12泵退出备用.幻2系控制方式保持不变，#11泵比时雷用离变频器，旁路在连通位置.处于工瓶备用位置。如*12票故障跣用或母管压力低.91.1.1.泵自投，这时却1系在工凝状态下运行,并遇过主凝结水调门来控制水位。如变频器正常.S1.1.泵通迂变频调节旁路断开；如变频界有故障.B1.1.泵险离变频器、通过旁路工领运行.并通过主凝结水马门来控制水住.#11凝工蕨运

7、行时，如对1凝泵6kV开关跳闸，就应联动力2泵：变频运行时不仅#11秋泵6k,开关跳闸应联动?12女泵，而且如因交班器跳阐也应联动*12泵.3、桌线平安评价凝结泵变频改造后，设备电加.故障点增加,但系统通过以下平安措施能有效排除。动力系统评价：虽然增加了变频设备，但保护没有戒少，分级保护仍然存在，动力系统变短改猿设计初期就充分考虑了平安方面因素。当交我器故障或单台至段闸时原有保护功能依然有效联起备用，掠证机组正常运行.不会对机组运行造成成胁。控制系统评价：为了保迂设备稔定运行，采取了一杳完善的保护措施流It保护：设置最低转速防止控制过程中电机不出水（防汽蚀），当流量小于96kfs,大于580k

8、gs.廷时28秒停机.水位保护：名凝汽基水位小于400MM.A1低加.A2低加小于12600MM,A3低加小于119CMY.A4低加小于715MM,除氧器水位大于3070MY.是时20秒停机.逐度保护；当泵和电机轴承追度超过100度也会跳机保护。转速进行高.低速设置，具备快加快减功能,在负荷突变或隼台栗调闸情况下提高蓑统反应速度,降低水位变化速率，防止水位高、低假报警.在工密泵运行变瓶泵恢复时实现平t并泵.退泵，防止工频泵压头Ii高变须不出水。实现变须器向上近整的平稔过渡.通过上述平安措能,再结合机组本身特点及凝泵系统特点到达节能效果,同材料机组的平安运行不构成影晌.三.液压大功率交狠暑的技术

9、桥点1、技术效配置凝结水泵数量:2台（I用I）凝结泵参数：水泵型号WKT3503秋定流量（Qv.max）1920m7h额定扬程（三）3.17MP.,额定功率（Pu）2600kW品会电机参数:电动机型号IRQi5604XZ64-Z额定电压（UJ6kV额定功率（PQ2600kW额定电流（I.）285A转速(n,)1488rin功率因数0.9hrsvertao63oo参数如下表:额定容量3250KVA撷定电流300额定电压6000V输出撅率0-50Hz电机功率260OkW加减速时间03200s过我能力120%,1分钟保护功能过压保护，欠压保护，过电流保护等2、Harsvert-A*压交织IMf点HA

10、RSVERT-A高压变”器属于电压型高-高支戈器.不察要另外加设输出受压器,只要将交撅界输入潴直接接在6kY的电网上，物出端直接接到商区电动机上，连接管单方便.HARSVERT-A高压变嫉器整流电路采用36乐冲整流,送交回年采用独特的单楣多电平PUN控制技术，从而构成了对电源和电动机和十分友好的双完美系统，电源一恻为完美无谐波输入.电动机一侧输出力完美的正弦波.直接连接原有凝泵电动机二不将要大的改造,不济要增加输出够波界，AW八MMWE2：22Hz输出波形图3:30HZ输出波形通过对变频信输出I“期波形（图2.图3）测量可以看出，这种波形正弦度好，dv/dt小，大大减少N电机和电场的蜕缘损坏，

11、同时消除机械震动带来的触承的损坏.Harsvert-A高压交制器标合运行效率商.功率因数高。由于采用多级移相干式变压器变电同值电流谐波大大减小.由于交压器副边线组的独立性.使每个功率单元的主利珞相对独立.每个功率单元等效为一台单相低压变频器。利用这种莒规低压交筑器的成熟技术,使可靠性提高,由于IGBT开关季降低.使损耗造小.加之系用位将的控制技术，变疹器综合效率高达97%以上.由于电源输入馔36展冲整流，功率因数墨过0.95.HARSVERT-A商压变频器控制系统采用嵌入式一体化工控机和P1.C共同构成，人机界壹非常友好，实现多电平PiM控制和附加笆易矢量运算功能的V/f控制.控制响应快.精度

12、高。采用了光电隔宓技术.便低压局部和高压局部完全可拿隔离.系统具有极高的平安性.同时具有很好的抗电整干扰性能。3、HARSvERT-A高压交的外部接口加图4所示：K4：Harsvert-A高压变嫉器的外部接口图4. 600/泉高压交反暑的林殊觉计1 功率模块的N+1冗余设计HARSVERT-A高压变筑器采用6级串联结构形式,受压器为36脉冲输入.每个功率单元的输出电压能力仍然为700V,在正常运行模式下，由PWM调节每个功率单元的输出电压，功率单元的精出电压不用到达祓定电压700Y,即可保证电机运行的密要.当某个功率单元发生故潭帔旁路时，由于系统具有N+1%份的功能，由PWM调节提高其余功率单

13、元的输出电压，系统仍旧可以输出6kV的电压.满足电机运行的富要。耗一代HARSYERT-A系列高压变频器采用单个单元模块旁跻控制方式（我公司已申请专利.当一个功率隼元故障时，比模块自动切换到旁珞运行，系统调节其它功率单元的输出，维持输出蜿电压的平衡，对电机无任何影嘀果用这科技术，可以景大程度的发捧系统的电压椅出能力；当某一相有两个功率单元出现故障的情况下，系统仍旧可以输出6kY的电压.而早期的技术.当A相有一个功率单元出现故弹,还需妥旁路B相、C相一个完好的功率单元.未维持系统输出电压的平衙,这样.当某一相有两个功率隼元出现故障时.系统的电压输出能力将无法到达6kY.采用这种N+1备份方式，出

14、现单元旁珞时，不影响高压变装器对电机的调节品质.但是对偷入M（即电网）的电能品质有一定的影晌,当有一个功率单元退出运行时.受压器的36肽冲狗成不再成立,由于总共有18个动率单元,因此将有18的电流谐波无法消除.由于受压器的移相角度无法在发改变.这样的统恃在技术上是无法防止的。但是,这毕竟是一种非正常的运行方式,而且1/18的谐波增扣仍旧满足一般标准对谐波的要求,因比能镑得到用户的谅修。如果不是采用单个单元慎块旁珞枝术,由于一次要旁路三个功率单元，将有3/18=1/6的谐波无法消除，对电网的谐波影响将较大.HARSVERT-A高压交月.器针对坪峰电厂要求功率单元采用冗余设计.用70。V功率单元做

15、成6级,采用了特殊的主控程序（N+1各份的专用版本）所有功率单元正莒时,电压调制系数比正常的标准设备略低,当有单元出现故障务路时.则自动提升调制系数,旁珞一圾时仍然能到达满电压输出,当#12泵、#11泵变须泵切搂时，利用变经器的快速启动模式，20s内快速启动到50Hz,同时凝结水调门切手动，运行人员手动逐新开展主殿造水调门.降*11系转速.手动调整水位正常后.再投入支独自动运行。2 20s快速启动功能根据凝结水泵的工艺要求，两台水泵要真正实现互为备用，变频水泵必然能够在2O-3Os内由0速启动到全,为此针对凝给水泵的特殊工况进行特殊设计，来满足2030s内将水泵由0启动到全速的要求.主要采取以下手段：选用比标准2600kW6kV高压交利器具有更大电流承截能力的IGBT器件、电解电容和整流桥,我高支频器的输出电流能力,从而可以获得较大的启动电流和启动转矩，加快电机启动时间：受压器容量.故热器咨量仍然按260OkW6kY高压变妓器设计.因为变压器水身具有较大的短时过流能力，短时的大电流也不会在变频器内产生大的触量，做热器容量也没必要加大，这样可以将高压变频器的本钱控制在合理范图内；从控制方式上,高压变频器启动后采用飞车启动功能将电机酹遑在20s内直接升至命令须率.按照转速一时间曲线进行速度调节,使得