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　　面向高壓電動機的TG系列高—低壓變頻調(diào)速集成裝置

　　沈陽天工熱電裝備有限公司 孫藝夫 劉工

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　　電力電子技能是先進(jìn)制作技能的首要支持技能之一，它由電力（強電）、電子（弱電）與操縱技能交叉復(fù)合而成。現(xiàn)代電力電子技能，被世人譽為當(dāng)代“節(jié)能之冠”和“節(jié)電之魁”，而變頻技能則是現(xiàn)代電力電子技能的核心。變頻技能的重點是高壓變頻調(diào)速技能。以遼寧省為例，近年來每年消費電量都在700多億kW·h，其中電動機耗電量占60%以上，高壓電動機又占電動機耗電量的60%以上。1997年公布的《中華公民共和國節(jié)省能源法》中規(guī)定，要大力推廣利用“電力電子節(jié)電技能”和“電動機調(diào)速節(jié)電技能”。針對高壓電動機實行變頻調(diào)速則是我國節(jié)能技能辦法的重中之重。

沈陽天工熱電裝備有限公司利用專利技能開發(fā)的“面向高壓電動機”的“TG系列高—低壓變頻調(diào)速集成裝置”，就是將《節(jié)能法》規(guī)定推廣的兩種先進(jìn)節(jié)能技能融為一體。

“面向高壓電動機”的“TG系列高—低壓變頻調(diào)速集成裝置”，與國內(nèi)外高壓電動機變頻調(diào)速產(chǎn)品對照，具有高效力、高功率因數(shù)、高可靠性，低諧波、低成本、低溫升，施工周期短、投資回收期短等特性。在許多范疇都大有作為。

1、面向高壓電動機的TG系列高一低壓變頻調(diào)速集成裝置工作原理

本裝置重要由三部分組成：繞組為特別銜接構(gòu)造的多功效降壓變壓器T；低壓變頻器LF；將原用戶高壓電動機HM通過繞組聯(lián)結(jié)構(gòu)造變革、改制而成的特別低電壓變頻調(diào)速電動機HM′，尤其是改制后的電動機HM′和變壓器T是本計劃的核心。上述三部分再加上工頻／變頻切換開關(guān)Qt、Qf、Qw等實現(xiàn)變頻調(diào)速裝置的集成化。

鑒于低壓變頻器的高次諧波一般多接近于5%，而國度尺度GB/T14549《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》針對6～10kV用電裝備高次諧波的限定值為4%。TG系列高一低壓變頻調(diào)速集成裝置應(yīng)用繞組為特別銜接構(gòu)造的多功效降壓變壓器來接收變頻歷程中的高次諧波。故可將高壓側(cè)的高次諧波降至2%以下。

改制后的電動機HM′功率不變、外形尺寸不變、絕緣強度不變，定子工作電壓下降。由于工作電壓下降了，絕緣強度又不變，所以電動機HM′的壽命大大增添了。由于外形尺寸不變，現(xiàn)場施工量大大減少了，用戶感覺十分便利。改制后的電動機HM′所須要的變頻電壓，是由一臺特制的多功效降壓變壓器T將高壓降至所須要的低電壓，經(jīng)與之電壓范疇相匹配的低壓變頻器LF供應(yīng)。

2、面向高壓電動機的TG系列“高一低壓變頻調(diào)速集成裝置”具有如下技能特性

1） 多功效降壓變壓器采納特別的銜接構(gòu)造，具有接收諧波功效。完整到達(dá)了國度尺度GB/T14549《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》針對6～10kV用電裝備高次諧波的限定值—4%的尺度。

2） 低壓變頻器LF采納成熟的名牌變頻器，具有工作穩(wěn)固、可靠，價錢低廉等長處；大大進(jìn)步了本裝置的工作可靠性。

3） 原用戶高壓電動機HM通過繞組聯(lián)結(jié)構(gòu)造變革后，即可由低壓變頻器進(jìn)行調(diào)速。由于改裝后高壓電動機運行于低壓狀況，這樣可以大大進(jìn)步電動機的工作壽命，且節(jié)省資金，便利施工。

4） 由于采納了特別銜接構(gòu)造的多功效降壓變壓器，改裝后的電動機可直接在工頻下啟動。

5） 本變頻技能可滿足不同功率、不同電壓、不同轉(zhuǎn)數(shù)的高壓電動機實現(xiàn)變頻調(diào)速須要。

6）安全可靠。裝置采納的多功效變壓器、低壓變頻器、改裝后的高壓電動機均為高可靠耐用設(shè) 備，加之體系的優(yōu)化操縱和多種維護(hù)功效，因而具有高可靠性；變頻操縱柜整個采納低壓元器件，頗有安全感。

7）多種操縱模式。該系列產(chǎn)品均可實現(xiàn)恒壓操縱、變壓操縱、手控／自控切換、變頻／工頻

切換、短時升頻超速運行等多種操縱功效。

8）低成本，短工期。本裝備的成本比國內(nèi)外的“高壓變頻裝置”低20%—30%。施工周期僅為

后者的 1／2－1／4。

3、面向高壓電動機的 “TG系列高一低壓變頻調(diào)速集成裝置”的利用效益

該產(chǎn)品已在鐵法市鐵煤團體水暖廠張莊分廠引柴加壓站（6.3KV、220KW供水泵）、營口市自來水總公司三水廠（3kV、230kW供水泵）、沈陽自來水三廠（6KV、630KW供水泵）、取得了十分顯明的經(jīng)濟效益。

1）節(jié)電后果顯明。投資回收期一般為12~~18個月。

2）實現(xiàn)了電動機的軟啟動。電動機的啟動電流可由目前的5～7倍額定電流下降到額定值以下，

避免了對電網(wǎng)沖擊和對負(fù)載的機械沖擊，從而延伸運轉(zhuǎn)裝備的大修期。

3）進(jìn)步功率因數(shù)。可將電動機電源側(cè)的功率因數(shù)進(jìn)步到0.96，從而節(jié)儉無功功率。

4）低溫升，長壽命。該裝備通過輸出最佳工作電壓和頻率，使電動機長期低溫、低速運行，從

而延伸運轉(zhuǎn)裝備的大修期和使用壽命。

5）減少噪音污染。下降了工作人員的勞動強度。實行變頻后，操作便利省力，下降了工作人員

的勞動強度。水泵和電動機實現(xiàn)軟啟動和減速運行后，會明顯下降噪音，進(jìn)而改進(jìn)工作環(huán)境。

面向高壓電動機的TG系列高一低壓變頻調(diào)速集成裝置的利用范疇

1、電廠的利用范疇

在電廠中高壓電動機數(shù)量多，容量大，變頻調(diào)速節(jié)能潛力宏大。僅風(fēng)機水泵的耗電量竟占電廠內(nèi)訌電量的65%以上，是本裝置的第一利用范疇。重要利用裝備有：排粉機、鼓風(fēng)機（即送風(fēng)機）、引風(fēng)機（即吸風(fēng)機）、磨煤機；供水泵、循環(huán)泵、冷凝泵、灰渣泵等。

以20萬kW發(fā)電機組改革為例，宜以三機三泵為改革重點。即：

——送風(fēng)機。多為1250kW雙機組，多運行在低速段，而且擋板開度只有50%左右，節(jié)電潛力可達(dá)60%以上，應(yīng)作為首選改革裝備。

——吸風(fēng)機。多為1500kW左右的雙機組，也多運行在低速段，擋板開度多在60%以下，節(jié)電潛力亦有50%左右，宜列為二號改革對象。

——排粉機。多為440kW雙機組，擋板開度多在65%以下，節(jié)電潛力約為40%。

——給水泵。單機泵在1500kW左右（實用本高—低壓變頻計劃），多機泵共用2000kW及以上的大機組（本變頻計劃目前最大功率可達(dá)3000kW），節(jié)電潛力均可達(dá)30%以上。

——循環(huán)水泵。也有數(shù)百kW，節(jié)電潛力約為40%左右。

——冷凝水泵。多為355kW左右的雙機組，節(jié)電潛力也為40%左右。

2、熱電廠和各個行業(yè)的自備電廠

利用范疇與上類同，只是功率較小，同樣利用電動機變頻調(diào)速技能節(jié)能效益十分顯明。

3、冶金行業(yè)

——水廠供水泵；尾渣泵；其它風(fēng)機、水泵、油泵；收縮機。

4、石油、化工行業(yè)

——輸油泵；注水泵、供水泵、加壓泵。

5、自來水行業(yè)

——供水泵，例如調(diào)查沈陽市九個供水廠都有變頻調(diào)速節(jié)能技能改革需求。

6、建材行業(yè)

——中大型水泥廠引（吸）風(fēng)機；大型爐窯引（吸）風(fēng)機。

7、船舶行業(yè)

——靈活船改革為動變頻船，可獲節(jié)能和環(huán)保雙效益。

8、其他行業(yè)

——大型風(fēng)機高壓電動機；大型水泵高壓電動機；大型收縮機高壓電動機。