1 引言
　　在火力發(fā)電廠中，風機和水泵是主要的耗能設備，通常情況下其輸入能量的15～20%被電機和風機或水泵本身所消耗，約35～50%的輸入能量被檔板或閥門節(jié)流所消耗，因此對發(fā)電廠的風機和水泵進行節(jié)能改造具有很大的潛力。如果用電動機調速裝置來代替原來的風門、檔板、閥門來調節(jié)流量，將取得顯著的節(jié)能效果。
　　變頻調速是用電源 target=_blank>變頻電源改變電動機定子繞組的頻率，從而改變同步轉速來實現(xiàn)調速。變頻系統(tǒng)首先將電網中的交流電整流成直流電，再通過逆變器逆變?yōu)轭l率可調的交流電，供給交流電動機，從而改變電機的轉速。這種方法具有率、寬范圍和高精度的調速性能，規(guī)格系列齊全可以滿足各種不同需求，因而被廣泛采用，是發(fā)展前途的理想調速方法。特別是電流源型高壓變頻器在動態(tài)精度要求高的地方具有明優(yōu)勢，適用于軋機、提升設備的應用。三電平高壓變頻裝置，由于其器件較少，結構相對簡單，較適合于3.3kv或 4.16kv的電機應用。功率單元串聯(lián)多電平結構的高壓變頻器，適合于風機水泵類負載，但不適合用在對動態(tài)要求很高的地方。
　　2 高壓變頻器選用的技術因素
　　高壓變頻器除了應具備通用變頻器所具有的基于拖動系統(tǒng)要求的各項技術性能之外，由于其大功率的緣故，在一些低壓小功率變頻器中并不重要的問題，在這里卻顯得很重要，主要包括：
　　2.1 諧波對廠用電系統(tǒng)的影響
　　高壓變頻器的整流和逆變電路都使用了電力電子器件的開關特性，在其輸入和輸出端都會產生波形畸變。由于高壓變頻器一般功率較大，其功率可能占廠用電系統(tǒng)容量的相當大一部分，因此，這種畸變對于供電線路和負載電機兩方面都會造成有害的影響，如變頻器輸出電流諧波可能會造成電機過熱，產生過大的噪聲，影響電機的壽命;而且電機必須“降額”使用。這一點與低壓變頻器有很大的不同。
　　降低高壓變頻器諧波電流對電源電壓的影響，zui根本的方法是盡可能減少以至消除高壓變頻器本身電流的波形畸變。高壓變頻器輸入諧波畸變必須控制在ieee-519和gb12668標準規(guī)定的范圍內，不應對廠用電系統(tǒng)中其他負載的正常工作造成影響。
　　2.2 共模電壓和dv/dt的影響
　　變頻器的共模電壓和dv/dt會使電機的絕緣受到“疲勞”損害，影響到使用壽命，如果處理不好，還會損壞變頻器本身。
　　2.3 對所接母線電壓的影響
　　高壓電動機在不帶變頻器時，母線電壓按式（1）計算：
　　 

（1） 
　　式中um為電動機正常起動的母線電壓（標么值）;u0為廠用母線上的空載電壓（標么值）;x為變壓器或電抗器的電抗;s為合成負荷（標么值），可按式（2）計算：
　　s=s1+sq （2）
　　式中s1為電動機起動前，廠用母線上的已有負荷（標么值），sq為起動電動機的起動容量。
　　 

　　式中kq為電動機的起動電流倍數(shù);σpe為電動機的額定功率（kw）;ηdcosd為電動機的額定效率和額定功率因數(shù)的乘積。
　　未裝設高壓變頻器時，kq一般在工程中取6～7;裝設高壓變頻器后，由于高壓變頻器的軟啟動特性，kq一般低于1.6。這樣，sq值將是未裝設高壓變頻器的1/4～1/5。
　　另一方面，目前所采用的高壓變頻器一般都裝設移相變壓器，在高壓變頻器、電動機組啟動瞬間會產生4～6倍啟動過電流。這樣，由于移相變壓器的作用，sq值會增加4～6倍。
　　由于以上兩方面的共同作用，在裝設了高壓變頻器的電動機，在整組啟動瞬間，sq值基本上和未裝設高壓變頻器的電動機啟動一樣，對所接母線電壓影響也相似。因此，在廠用電設計時，選擇高壓廠用電容量和校驗母線電壓時，可不計及變頻器的影響。
　　2.4 對廠用電二次保護的影響
　　當高壓變頻器不裝設在對應回路的高壓斷路器旁邊時，對應于該回路，將有二段電纜回路和二個電氣設備。因此，在二次保護方面，應兩段分別裝設保護。
　　對于小于2000kw的電動機，高壓變頻器以上部分，保護配置可按6kv饋線回路配置，但同時考慮該回路電動機的重要性。
　　高壓變頻器以下部分，一般高壓變頻器本身配置以下保護：過電壓、過電流、欠電壓、缺相保護、短路保護、超頻保護、失速保護、變頻器過載、電機過載保護、半導體器件過熱保護、瞬時停電保護等。用戶可以根據需要選擇聯(lián)跳該回路斷路器。
　　2.5 廠用電源切換對高壓變頻器的影響
　　廠用電源在事故狀態(tài)下切換到備用廠用電源，目前采用的廠用電源快切裝置在切換過程停電時間約為50ms～150ms，高壓變頻器瞬時停電超過100ms，變頻器可能會停止工作，因此在選型時應注意這一問題。
　　2.6 高壓變頻器型式的選擇
　　高壓變頻器主要有兩種結構形式：一種是采用升、降壓變壓器稱之為“高-低-高式變頻器;另一種采用高壓大容量gto或igbt功率元件串聯(lián)結構，無輸出變壓器，直接將電源 target=_blank>高壓電源整流為直流，在逆變輸出高壓，稱之為“高—高”式變頻器。由于“高—低—高”式變頻器結構本身帶來的問題，其可靠性、安全性都比較差，一般應考慮選擇高—高型變頻器。
　　2.7 輸入功率因數(shù)和系統(tǒng)效率
　　變頻器的輸入功率因數(shù)和效率將直接決定使用變頻器系統(tǒng)的經濟效益，效率低的變頻器還存在散熱等一系列的問題。
　　2.8 高壓變頻器的安裝位置和環(huán)境要求
　　高壓變頻器理論上說可以安裝在對應輔機斷路器旁，也可以布置在電動機旁邊或廠房某個位置。無論布置在何處，都需注意變頻器對安裝環(huán)境的要求。
　　高壓變頻器柜由電源切換柜、進線保護柜、移相變壓器柜、功率單元柜、控制柜組成。柜內電子元件比較多，這些元件對安裝環(huán)境都有要求。
　　高壓變頻器通常采用風冷或水冷裝置，降低柜體內的微環(huán)境溫度，確保功率器件的管芯溫度在允許值以下。一般對變頻器房間應設置空調設備，并對變頻器的出風處加裝隔熱的通風管道，將熱風直接排出室外。
　　3 高壓變頻器的經濟效益分析
　　3.1功率分析
　　以600mw火電廠凝結水泵為例，在運行中，兩臺水泵一用一備。其額定參數(shù)分別為：
　　額定電壓：6kv，
　　額定功率：2200kw。
　　在實際運行中，電機負荷情況如下表所示，按全年7800運行小時計：
　　 

　　3.2 能耗計算和費用分析
　　若不用變頻調節(jié)，電機始終工作于全速運行狀態(tài)，則全年用電量為：
　　p1=2200×（4200+2120+1180+300）=17160000（kwh）
　　若采用變頻控制，則全年用電量為：
　　p2=2200×4200+2200×0.75×2120+2200×0.50×1180+2200×0.40×300=14300000（kwh）
　　與電機全速運行相比，變頻調速每年可節(jié)約電能：
　　△p=p1-p2=17160000-14300000=2860000（kwh）
　　按上網電價0.40元/kwh計，每年可節(jié)約114.40萬元。
　　4 結束語
　　通過以上對變頻器技術分析和經濟比較，不難看出，變頻調節(jié)技術是比較*、理想的調節(jié)技術，雖然初期投資較大，但由于其節(jié)電效果明顯，投資回收周期較短，因而其綜合經濟效益還是較高的，從節(jié)能觀點出發(fā)，應充分采用變頻器技術。