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案例頻道一、概述
始建于2003年的通化豐源熱力公司，是通化地區規模最大、設備最先進的現代化自有熱源供熱企業，現有鏈條鍋爐4臺，其中64MW熱水鍋爐3臺，29MW熱水鍋爐1臺，公司選用了兩臺北京合康億盛HIVERT變頻器應用鍋爐引風機的控制中，通過近三年的運行使用，運行安全穩定可靠，產生了較好的經濟效益。
二、試驗分析
通化豐源熱力公司1#、2#64MW熱水鍋爐引風機及電機參數如下表1
表1 通化豐源熱力公司1#、2#鍋爐引風機及電機參數
|
電機型號 |
Y450---6 |
額定電壓 |
10kV |
|
額定功率 |
400kW |
額定電流 |
28.4A |
|
功率因數 |
0.87 |
額定轉速 |
988rpm |
|
風機 |
| ||
|
額定壓力 |
3394---3041Pa |
額定流量 |
240000---2333000m3/h |
由于考慮到輸出諧波對電機的影響主要有引起電機附加發熱，導致電機的額外溫升，電機往往要降額使用；由于輸出波形失真，增加電機的重復峰值電壓，影響電機絕緣，諧波還會引起電機轉矩脈動，噪音增加，重要的是會對電網造成沖擊，通化豐源熱力公司邀請吉林省電能質量檢驗檢測中心對變頻變壓器諧波進行了測試分析，判斷是否滿足中華人民共和國國家標準《電能質量公用電網諧波》的要求。表2、表3為實驗過程中所得的電壓電流數據。
表2 通化豐源熱力公司熱源廠1#變頻變壓器諧波電壓測試數據
|
單位 |
時間 |
電壓
kV |
各次諧波電壓含有率% | |||||||
|
HRU3 |
HRU5 |
HRU7 |
HRU9 |
HRU11 |
HRU13 |
HRU15 |
∑u | |||
|
豐源熱力 |
27日15時 |
10 |
0.5 |
1.9 |
0.9 |
0.4 |
0.5 |
0.4 |
0.3 |
2.1 |
|
28日10時 | ||||||||||
表3 通化豐源熱力公司熱源廠1#變頻變壓器下端電動機諧波電流測試數據
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單位 |
時間 |
總電流A |
13A |
15A |
17A |
19A |
|
豐源熱源廠 |
27日15時-28日10時 |
10 |
0.9 |
2 |
1.2 |
0.3 |
從測試結果分析，通化豐源熱力公司1號主變10側諧波含量主要以5次諧波為主，5次諧波電壓含有率為1.9%，小于國家標準3.2%的規定值。其他各次諧波電壓均符合國家標準要求。1號變頻變壓器負荷就是1號風機電機，其諧波電流測試結果均小于國標折算后的允許注入電網的允許值。
三、節能效果計算
熱源供熱負荷在初寒期、嚴寒期、末寒期時的變化很大，負荷需要根據天氣情況適時調整，也就是要對風機的負荷要進行調整，利用變頻器根據鍋爐實際需要對風機進行變頻調速控制，滿足了負荷調整需要，既保證和改善了工藝,又達到了節能降耗的目的。目前通過運行實踐，嚴寒期的運行頻率平均在40Hz，電流平均在18A左右，初寒期、末寒期時的運行頻率平均在28Hz，電流平均在14A左右，系統配置電機額定電流為28.4A，根據實際運行測試電機工頻運行電流在26A左右：
P變=1.732×10×（18×0.98×35%＋14×0.98×65％）=261kW
P工=1.732×10×26×0.87=391kW
節電率=（P工-P變）/P工×100%=33%
一個采暖期每臺平均節約的效益估算為130×24×165×0.78=40萬元，兩臺合計約80萬元，既節約了能源，又滿足了生產工藝要求，且大大減少了設備維護、維修費用，直接和間接經濟效益十分顯著。
四、使用變頻器后帶來的其他效益
1、工藝改善；在實際生產操作過程中，風機的參數需適時調整，采用變頻調速不用調節出口風門擋板，只需在控制室內調節電機的轉速即可。變頻啟動轉速可以從零開始逐漸升高，因此，帶負荷直接啟動不會有較大的啟動電流，避免了通常首先關閉出口風門擋板后再啟動的要求。
2、減少維護量。采用變頻調速系統的主要是為了降低風機的轉速，由于啟動緩慢及轉速的降低，相應地延長了許多零部件，特別是密封、軸承的壽命。
3、降低工作強度。由于調速系統在運轉各設備之間實現聯鎖控制，機組實現自動運行和相應的保護及故障報警，操作工作由就地手動轉變為計算機操作，大大降低了勞動強度，提高了生產效率。
4、減少了對電網的沖擊。風機工頻起動時，啟動電流達到額定電流的6—7倍，由于廠用電源串有電抗器供電，造成電抗器壓降過大，使廠用電系統母線電壓降低，對接于該母線上的負荷都會造成波動。采用變頻調節后，系統實現軟啟動，電機啟動電流只是額定電流，啟動時間相應延長，對電網無大的沖擊，同時減輕了起動機械轉矩對電機機械損傷，有效的延長了電機的使用壽命。
所以變頻器具有過流、短路、過壓、欠壓、缺相、過熱等多項保護功能，對電機的保護更加完善。調速系統隨著鍋爐生產負荷的需要，調節風機的轉速，進而調節風機的風量，滿足鍋爐生產工藝的需要，工作強度大大降低。
HIVERT高壓變頻器在通化豐源熱力公司使用現場
五、結語
通化豐源熱力公司于2005年開始使用北京合康億盛科技有限公司的HIVERT高壓變頻器，從變頻器的選型，產品的定貨，以及產品運輸，現場安裝，設備調試，人員培訓，備品備件的提供，現 場及遠程的技術支持均得到了全面保障。優良的服務，保證了風機變頻控制設備安全可靠運行，三個采暖期沒有發生故障，使供熱任務得到了保障。
HIVERT高壓變頻調速器經過三年的現場運行證明，它用于驅動風機設備節電效果顯著，性能穩定、可靠性高。北京合康億盛的HIVERT系列高壓變頻器以其在通化豐源熱力公司鍋爐引風機上的成功應用和優良表現，以及鮮明的特性、強大的功能，先進的技術、安全可靠的運行記錄，得到了我公司相關工作人員的認可。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號