國家電力公司電力規(guī)劃設(shè)計總院（北京100011）卓樂友應(yīng)用及產(chǎn)品制造情況，分析采用變頻調(diào)速裝置的社會和經(jīng)濟(jì)效益，對今后推廣變頻技術(shù)提出幾點建議，供有關(guān)人員。

　　交流變頻調(diào)速技術(shù)是集電力電子、自動控制、微電子、電機(jī)學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域的技術(shù)于一身的一項高新技術(shù)目前，從百瓦級的家用電器到數(shù)千千瓦以上的調(diào)速傳動裝置，都可用交流調(diào)速傳動方式來實現(xiàn)交流調(diào)速傳動可用于風(fēng)機(jī)泵類的電動機(jī)調(diào)速，也可用于各類高精度、快響應(yīng)的高性能指標(biāo)的調(diào)速控制丨交流變頻調(diào)速有顯著的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)以下幾點節(jié)能效益：風(fēng)機(jī)泵類等設(shè)備實現(xiàn)變頻調(diào)速后，高功率因數(shù)高效率的高節(jié)能效果非常顯著。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，我國電動機(jī)裝機(jī)總?cè)萘?億kW以上，其用電量占全國發(fā)電量的60% ~70%；風(fēng)機(jī)、水泵設(shè)備裝機(jī)約1.6億kW，年耗電量約3200億kW.h，約占全國電力消耗總量1/3而應(yīng)用變頻裝置節(jié)電率一般為20%~ 60%，投資回報期1~3年，效益非常明顯。

　　電廠風(fēng)機(jī)、水泵的各種調(diào)速裝置的比較，見2從2看出，變頻調(diào)速控制時，電動機(jī)的輸入功率比較小，尤其在輕中載時更顯著，經(jīng)濟(jì)效益很大優(yōu)越的調(diào)速性能，可滿足工藝系統(tǒng)對調(diào)速的要求；起動特性好，適應(yīng)電廠負(fù)荷變動和峰荷調(diào)節(jié)動態(tài)特性；控制精度高，提高產(chǎn)品質(zhì)量和工藝自動化水平，保證電廠平穩(wěn)、可靠、經(jīng)濟(jì)運行。

　　因此，推廣變頻調(diào)速技術(shù)，不僅是當(dāng)前推進(jìn)企業(yè)降耗節(jié)能，提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段，也是實現(xiàn)1變頻調(diào)速原理交流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速n為：P一一極對數(shù)改變轉(zhuǎn)速可采用以下措施：改變電動機(jī)定子供電頻率/；改變轉(zhuǎn)差率S；改變極對數(shù)P變頻調(diào)速改變速度的方式是改變加到電動機(jī)定子繞組的電源頻率變頻裝置分為交一交和交一直一交兩種方式交一交變頻裝置將工頻交流直接變換成頻率電壓均可控制的交流，稱直接式變頻器；交一直一交變頻裝置先將工頻交流通過整流器變成直流，再將直流變換成頻率電壓均可控制的交流，稱間接式變頻器變頻調(diào)速系統(tǒng)的原理框圖見￡罕一I檢變晝11指示謂節(jié)丨1進(jìn)成量！電動機(jī)h~l變供思卜電潭變頻調(diào)速系統(tǒng)的原理框圖方案一，直接高壓變頻調(diào)速，如所示變頻裝置采用IGBT大功率單元，多重化的脈寬調(diào)制設(shè)計，無諧波污染純凈功率輸入，效率達(dá)96%以上，適用于1000kW以上的電動機(jī)。

　　方案二，高一低一高變頻調(diào)速，見，由升、降壓變壓器變頻器濾波器等構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)配置采用6脈沖二極管整流器，也可選用12脈沖或24脈沖二極管整流器，用于要求供電線路中反饋諧波與干擾低，且沒有無功功率要求的場合適用于方案三，高一低變頻調(diào)速，見，由降壓變壓器變頻器和低壓變頻電動機(jī)構(gòu)成變頻專用電動機(jī)代替原電動機(jī)，技術(shù)上較為合理，效率較高，適用于200kW以上的電動機(jī)2電廠應(yīng)用概況以往電廠設(shè)計，只有少量的電動機(jī)（如給粉機(jī)等）采用直流電動機(jī)調(diào)速交流電動機(jī)的電磁滑差離合器液力耦合器液力調(diào)速離合器、機(jī)械擋板調(diào)節(jié)、Y/A起動器等方式有效率低、調(diào)節(jié)范圍小、速度慢、調(diào)節(jié)性能差、故障多等缺點變頻調(diào)速雖有較多優(yōu)點，但以往設(shè)計沒有廣泛使用，其原因主要有：沒有認(rèn)識到變頻調(diào)速設(shè)備應(yīng)用的重要性和迫切性，覺得電廠發(fā)電容量大，幾個電動機(jī)無所謂。

　　科研和設(shè)計工作跟不上，尤其是新原理、新材料研究不夠設(shè)計涉及專業(yè)多，無人統(tǒng)一規(guī)劃部署變頻設(shè)備不落實，尤其是國產(chǎn)設(shè)備不規(guī)范，質(zhì)量較差，缺乏運行經(jīng)驗。

　　近年來，隨著國家改革開放政策的深入，國家大力支持節(jié)能技術(shù)改造工作，在中華人民共和國節(jié)能法中，國務(wù)院、財政部、電力部都對節(jié)能有規(guī)定，指出“實現(xiàn)交流電動調(diào)速節(jié)電作為重點措施，認(rèn)真推廣”發(fā)電煤耗、廠用電率指標(biāo)為發(fā)電廠考核的首要指標(biāo)，己有不少工廠企業(yè)采用變頻調(diào)速技術(shù)，取得顯著的效益。另外，電網(wǎng)迅速發(fā)展，對機(jī)組的調(diào)峰能力要求越來越高，調(diào)節(jié)輔機(jī)以適應(yīng)電力安全、經(jīng)濟(jì)運行，直接影響到電廠的安全性和發(fā)電成本，故有少數(shù)電廠己采用變頻調(diào)速技術(shù)，且取得了很好的效果如黃島電廠的2臺送風(fēng)機(jī)（800kW，6kV）選用山東魯能公司引進(jìn)的羅克韋爾技術(shù)制造的AB-1557變頻裝置后，估算年節(jié)電341萬kW.h，按上網(wǎng)電價Q36元/（kW.h）計，節(jié)約125萬元，2a內(nèi)即可收回全部投資。華能集團(tuán)公司非常重視這方面工作：“要求華能發(fā)電機(jī)組選用大容量高參數(shù)、環(huán)保節(jié)能型'并將其納入華能集團(tuán)的統(tǒng)一戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃中。它的成員公司中國華能技術(shù)開發(fā)公司為華能新華電廠的吸風(fēng)機(jī)（2< 1250kW，6kV）選用美國羅賓康多重化無諧振變頻裝置，該吸風(fēng)機(jī)采用變頻裝置前后各31d統(tǒng)計，變頻前實際用電1327萬kW，變頻后耗電僅87.7萬kW，節(jié)電45萬kW，節(jié)電率達(dá)2%~ 69%2000年開始又將榆社電廠的升壓水泵（2<71014，6 1）、辛店電廠的升壓水泵（2<310kW，6kV）淮陰電廠的凝結(jié)水泵（K430kW，6kV）德州電廠的吸風(fēng)機(jī)（2<2000kW，6kV）鞍鋼燒結(jié)廠的排煙風(fēng)機(jī)（2<7600kW，10kV）等改用變頻調(diào)速，預(yù)計節(jié)電效率均達(dá)30% ~69%此外，東北電網(wǎng)部分電廠也采用變頻裝置，如通遼電廠、長春二熱的翻車機(jī)系統(tǒng)遷車平臺；清河電廠、哈三廠、牡二廠、渾江電廠、長二熱二道江電廠的消防水泵；阜新電廠、榆樹川電廠、長春二熱、二道江電廠的鍋爐給粉機(jī)；鐵嶺電廠、通遼電廠、長春二熱二道江電廠的鍋爐給煤機(jī)等上述電廠在改造項目中采用變頻裝置，取得很好的經(jīng)濟(jì)效益3變頻裝置產(chǎn)品情況據(jù)悉，國內(nèi)目前裝設(shè)的變頻裝置95%以上從國外進(jìn)口隨著采用變頻裝置的日益多，國內(nèi)生產(chǎn)變頻裝置的制造廠也加很多，主要是引進(jìn)國外技術(shù)制造或組裝，如華能公司的電力電子事業(yè)部有2家獨資企業(yè)、3家合資企業(yè)從事變頻調(diào)速裝置的產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)和組裝工作南京大華電力變頻器自動化有限公司生產(chǎn)的6kV高壓變頻器，在全國125~300MW電廠，如鄒縣、神頭、洛河等30多個電廠的給煤機(jī)、給粉機(jī)牽引平臺等都有采甩山東魯能公司引進(jìn)羅克韋爾技術(shù)制造的AB-1557中壓變頻裝置在黃島電廠進(jìn)行工業(yè)試驗，己經(jīng)山東電力集團(tuán)公司組織專家評審?fù)ㄟ^深圳華能電子有限公司生產(chǎn)的變頻器己在茂名石化公司動力廠及大慶新華發(fā)電公司的3610kV電動機(jī)上使用。

　　變頻裝置國產(chǎn)化工作應(yīng)大力加強(qiáng)，不久的將來國內(nèi)可望能生產(chǎn)技術(shù)先進(jìn)、運行可靠價格合理的產(chǎn)品，以滿足國內(nèi)對變頻裝置日益長的需要。

　　4變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展趨勢隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，國內(nèi)外的科研、設(shè)計、制造單位都非常重視研究開發(fā)變頻調(diào)速新技術(shù)和采用先進(jìn)的元器件，促進(jìn)變頻裝置的高性能化和大容量化，不斷提高它的可靠性和先進(jìn)性目前有以下幾方面的發(fā)展前景功率變換器的高頻低損耗化自關(guān)斷化、模塊化、高耐電壓和大容量化控制技術(shù)數(shù)字化、矢量控制方式，PLC直接轉(zhuǎn)矩控制反饋系統(tǒng)無傳感器化的矢量控制操作系統(tǒng)程序化，與電廠DCS系統(tǒng)通信接口，達(dá)到電廠的統(tǒng)一管理。

　　變頻裝置對系統(tǒng)的諧波減少到比較小，避免對系統(tǒng)的電磁干擾，采用多電平多重化等就地補償措施硬件通用化，調(diào)試維護(hù)軟件化，工作負(fù)荷參數(shù)模型化。

　　系統(tǒng)能根據(jù)工藝情況，很方便地調(diào)整各擋速度和加速度，保證轉(zhuǎn)動機(jī)械的起動和制動的平穩(wěn)、、快速，使機(jī)械操作更加靈活，響應(yīng)更加快速5幾點建議變頻調(diào)速裝置在電廠改造工程中越來越多地被采用，但新的工程設(shè)計中卻較少采用，今后應(yīng)以積極的態(tài)度廣泛推廣，將有更好的效益為此建議做好以下工作：充分認(rèn)識采用變頻調(diào)速技術(shù)的必要性與重要丨性變頻調(diào)速節(jié)能效果顯著，是比較理想的、穩(wěn)定性及可靠性比較好的調(diào)速手段科研、設(shè)計、制造單位的領(lǐng)導(dǎo)和具體工作人員要齊心協(xié)力，加快步伐做積極宣傳和推動工作加強(qiáng)科學(xué)研究工作，設(shè)計單位應(yīng)積極配合，在工程設(shè)計中采用。從變頻裝置的原理判據(jù)、工藝要求、新材料新器件的采用等作切實工作，同時要制定有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，使產(chǎn)品規(guī)范化，工程采用合法化推動國產(chǎn)化工作。現(xiàn)國內(nèi)變頻裝置制造廠日見多，且多為引進(jìn)國外技術(shù)元器件進(jìn)口國內(nèi)組裝方式生產(chǎn)今后應(yīng)逐步國產(chǎn)化，降低成本，全面推廣采甩解決好電廠使用變頻裝置的幾個主要問題電廠采用變頻裝置涉及工藝（機(jī)務(wù)、水工等專業(yè)）熱控和電氣專業(yè)工藝專業(yè)根據(jù)風(fēng)機(jī)水泵的特點和要求，提出工藝方案；熱控專業(yè)根據(jù)工藝系統(tǒng)要求，提出控制方案，DCS設(shè)計滿足監(jiān)視控制和保護(hù)要求；電氣專業(yè)負(fù)責(zé)變頻裝置的選型、接線和布置的設(shè)計因變頻裝置有幾塊屏（柜）（有的有變壓器），要盡可能布置在機(jī)械附近，故與主廠房布置有關(guān)。

　　取有效的抑制諧波的措施與廠用電設(shè)計配合，解決變頻裝置帶來的備用電源快速切換等問題