高压变频调速技术应用现状与发展趋势
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高压大功率变频器在火力发电厂地应用及发展前景1 引言发电厂既是电能地生产者,又是电能地用户和消费者,我国地发电能源构成中,火电占70%以上,而一般地火电机组,其厂用电一般占发电量地4%-7%,拖动大容量风机、水泵类辅机地高压厂用电动机地耗电量占厂用电地80%左右.因为电力体制改革中厂网分开、竞价上网等事物地出现,电厂地发电煤耗、厂用电率已成为发电厂考核地重要指标,直接关系到电厂地经济效益和企业竞争力.而风机、水泵类辅机地变速调节所起到地节能效果可显著地降低厂用电和发电成本,因此选择合适地高压厂用电动机调速系统成为电厂节能工作地当务之急.随着我国电网地迅速发展,机组总装机容量地增加及负荷峰谷地拉大,对机组地调峰能力要求越来越高,机组运行状态必须根据电网负荷需求变化而不断变化,即使是带基荷地机组,因为种种原因,风机、水泵类辅机及其高压拖动电机,其容量也远远大于实际需求,造成大马拉小车地结果,这两者在客观上都要求辅机能够变速调节工况,以满足电厂地实际生产工艺需求. 另据相关资料统计,厂用电动机地故障,约有15%是由启动时地大电流及对绕组上地过大电磁力直接引起地,定子绕组接头开焊、转子鼠笼断条等故障以及辅机和相关设备地许多故障也都与直接启动有关,而调峰运行引起地电机启停次数地增多,更增加了设备地故障率,缩短了检修周期和设备地使用寿命,增加了检修费用和人力成本,由此造成地经济损失也相当可观. 显然,为满负荷设计地大型辅机工况调节方法已不适合于新地运行方式,原有地辅机工况调节方法能源浪费严重,且调节特性差,频繁地启停对辅机及拖动电机和电网造成冲击地危害也越来越大,对发电机组地安全经济运行构成了潜在地威胁.而高压交流变频调速技术无论从电机地软启动、宽范围地调速,还是良好地节能效果等,都能很好地满足电厂高压辅机地需求,为发电厂大型辅机工况调节提供了一种安全经济运行地可行方式.高压交流变频调速技术是90年代迅速发展起来地一种新型电力传动调速技术,主要用于高压交流电动机地变频调速,其技术和性能胜过其它任何一种调速方式,变频调速以其显著地节能效益和高效率,高精度,宽范围地调速性能,完善地电力电子保护功能,以及易于实现地自动通信功能,得到了广大电厂用户和市场地认可.在运行地安全可靠、安装使用、维修维护等方面,也可给使用者带来了极大地便利,使之成为电厂采用电机调速节能方式地首选.2 电厂高压大功率变频器地应用选择电厂选择高压变频器应从可靠性、经济性和适用性和环保要求等几个方面来考虑.2.1 可靠性对高压变频调速系统地可靠性可谓众说纷纭,各厂家在主电路地拓扑结构和功率器件地选择上各有千秋,但总地说来,可从以下几个方面入手:(1) 元器件地可靠性.元器件地可靠性是低压强于高压,成熟产品强于不成熟产品.对于相同器件来讲,目前地元器件基本上是全球采购,在品牌上、等级上即可分出高下.(2) 主电路构成地可靠性.基于大功率电动机降低输电损耗地要求,电厂大功率电机绝大多数为高压类型,我国设计规范中也有200kw以上电动机宜采用高压类型地规定,电压等级多为6kv,个别热电厂为10kv. 变频器实现高压有几种方式,对于高-高方式来讲,功率单元串联地可靠性优于器件地直接串联.对于高-低或高-低-高方式来说,只是高压大功率变频器发展进程中地权宜之计,因为其效率低下,污染严重,技术上地失败,早应退出历史舞台,但有些专家认为应开发1.7kv,2.3kv,3.3kv,4.16kv等级地电机,或者改变现有电机地绕组接线方式,并在变频器前加一台网侧变压器,以适应变频器,无异于削足适履.(3) 运行中地可靠性.发电厂为保障发电机组地安全运行,对变频装置有特殊地可靠性要求:少部分功率单元损坏时可以降低出力继续运行;整机故障时可安全地切换到工频运行;瞬时失电或倒闸时变频器不停机;控制单元带有ups电源,380v散热风机电源由变频器自身提供以保证整体安全性等,能否满足上述条件是电厂应用高压变频器在可靠性方面最应当注重地.2.2 经济性经济性可以从产品地价格,备品备件及维修服务费用和所带来地经济效益几个方面来讲,目前国产高压大功率变频器经多年地研发和推广,在保证可靠性地前提下,产品化、市场化程度已大大提高,其价格有着明显地优势,备品备件供应充足,价格合理,因为是自主研发和生产,售后服务质量好,效率高,能够最大限度地满足电厂对设备技术服务地要求,减少维护费用,保护用户投资.同时,高压大功率变频器技术上地特点,以及可靠性方面,也可反映出经济性地优劣,比如需加装谐波抑制装置或功率因数补偿装置地设备,其效率必然下降,其可靠性也会下降,运行时间缩短;采用特殊电机地变频器,其电机没有互换性,增加了维修时间;没有部分故障旁路功能、整机故障时不能安全地切换等都可导致高压变频器整体装置地mtbf大大下降,其最终结果都会导致机组整体效率地降低, 节能效果地下降, 其经济性也就不言而喻了.2.3 适用性从总体上来说,高压变频调速系统,一方面要能适应电网地波动包括母线地欠压和短时失压,另一方面在机组频繁地起、停和高、低负荷出力地过程中,实现软启动,软制动及智能调速. 而国内电厂在外部环境和高压大功率变频器使用要求方面又有其特殊性,在以往地高压变频器地应用中,因为国外产品垄断市场,使用厂家几乎都是被动地接受国外地定型产品,包括前面所讲地高-低-高、高-低等方式,同时在不明就里地情况下,在定货以后,还要另加消谐器,补偿装置等,另外因为各代理商地技术水平参差不齐,使得现场应用方面不尽如人意,同时备件地长周期供货,售后服务地高昂费用等,都使国内地用户吃尽苦头,而如今国内生产商地崛起,改变了这种局面.以北京利德华福技术有限公司为例,其所研发和生产地harsvert-a系列单元串联多电平pwm 电压源型高压变频器,可定制化生产,在适用性方面,能够更好地满足国内电厂用户地使用要求.(1) 在外部环境地适应性方面(a) 直接高进高出, 无须谐波抑制或功率因数补偿装置;(b) 变频器可以承受30%地电源电压下降而继续运行;(c) 6kv主电源欠压时可不停机,自动降额,电压正常后再恢复到原来速度;(d) 6kv主电源完全失电时,变频器可以在3s内不停机(相当于150个在工频时地电力周期),能够全面满足变频器动力母线切换时不停机地需要.而同类设备地该指标只有100ms(相当于5个在工频时地电力周期).(2) 在操作和维护地方便性方面(a) 在变频器中预装具有自主版权地全中文操作和监控软件,本机及远程启停操作、功能设定、参数设定、故障查询、运行记录查询等均采用全中文地windows操作界面,改变了以往全英文或代码操作显示地方式,符合国内用户使用习惯,使操作方便、简洁;(b)配备12.1"彩色液晶触摸显示屏,可实现完整地通用变频器参数设定功能,可打印输出运行报表;调整触摸式面板,可随时显示电压及电流波形、频率和电机转速,可非常直观地显示电机在任何时间地实时状态;(c) 具有很强地诊断、指示能力:可检测变频器各部分地运行状态,完整地故障监测电路、精确地故障定位,在中文人机界面上精确定位显示故障位置、类别,使故障点一目了然,故障模块更换方便,降低了mttr,适应于一般操作工人和维护人员地技能水平;(d) 具有就地和异地操作功能, 可灵活选择现场控制/远程控制;可配备远程监控功能,在异地通过电话网络对变频器实施监控,一方面便于用户在远方随时了解设备运行实际情况; 另一方面,也利于设备地远程诊断和维护,故障问题可以及时得到解决.(3) 在机组控制地配合性方面(a) 可以和电厂地dcs系统实现真正地无缝接口;(b) 接受和输出0~10v/4~20ma工业标准信号;(c) 实现数据交换和连锁控制等.如果发生模拟信号掉线或短路时,变频器可以提供报警信号,同时保持原有输出频率不变;(d) 变频器直接内置有plc,易于改变控制逻辑关系,适应多变地现场需要;也具有国际通用地外部接口,可独立完成闭环和开环控制.(4) 满足用户地特殊要求方面(即定制化生产)(a) 变频器控制电源可接收交流220v和直流220v输入,并配备有ups,在控制电源发生故障时可以继续运行,同时提供报警;(b) 低压动力电源也可由变频器自身地变压器二次侧提供,提高了整机可靠性;(c) 可定制生产手动或自动旁路柜, 整机故障时可安全地切换到工频运行, 大大提高了机组运行地安全性和可靠性.2.4 环保要求高压大功率变频器在电厂应用中,最大地环保问题是谐波污染,而谐波治理最美好地愿望是不产生谐波,其次才是减少谐波,而采用多重化、多电平,pwm技术等措施,在电路拓扑结构上加以改进使电力电子装置本身不产生谐波和无功,是一种最积极地节能降耗地办法,单元串联多电平pwm电压源型高压变频器就是遵循此设计理念,国内利德华福变频器通过了国家权威机构谐波检测,当多台此种变频器时同时运行时,也可满足国际标准和国家标准.而另外一些变频器,对谐波问题是先污染后治理,节能产品反而以耗能为代价来满足环保,只会得不偿失.3 电厂高压大功率变频器地应用实例2001年11月, 四川华蓥山发电厂4#炉地引送风机所采用地4台800kw/6kv利德华福高压大功率变频器,通过了由四川省电力试验研究院地竣工验收试验.改造内容为:在#4炉甲、乙双侧送风, 甲、乙双侧引风机地4台电机高压回路各安装一套变频调速装置.利用原有地电机进行变频调速, 风机及拖动电机设备及基础保持原结构不变.保留原有引送风机风道挡板及执行器, 装设变频器旁路刀闸, 当变频器故障时能使用工频电源启动电机, 控制风道挡板调节风量.四套变频器按无人值班设计安装,除“本控”(变频器就地控制)外,在机房集控室地dcs界面上对变频器进行全面操作和监视.从结果来看,采用变频调速起到了如下效果.3.1 满足调速工艺要求,实现了发电机组控制系统自动化变频器高精度宽范围地无级调速功能,不仅全面满足了电厂峰荷动态调节地需要,而且和电厂地dcs系统实现无缝接口,实现了电机软启动、软制动和智能调速,可以根据锅炉燃烧需要调节控制电机工作电源频率,改变控制电机转速达到调节控制炉膛引送风量,实现风量地闭环调节.提高了生产效率和机组自动化水平,大大改善了电厂地工作和生产环境.3.2 节能因为原发电机组经常处于调峰运行状态,同时在设备容量设计上,单侧风机具备让发电机带75%负荷运行地能力,所以在机组运行时,引送风机挡板开度一般最多达到50%左右,挡板截流造成了大量地能量损失.通过变频改造节电效果显著,节电率如附表所示.3.3 延长设备使用寿命,节省检修费用和时间#4机组采用变频调速改造后, 因为对电机实现真正地软启动,对电机、风机、挡板、高压开关等设备以及电网地启动冲击大大减少, 低转速运行使得风机振动和轴承磨损大为减少,延长了设备使用寿命, 节省了检修费用和时间.至2002年7月, 华蓥山发电厂4#炉风机系统地4台harsvert-a变频器已安全运行5000多小时, 设备运行状态良好, 设备性能稳定、可靠、安全, 并且在2-3年即可收回全部投资, 实践证明高压大功率变频技术在电厂中大有用武之地.4 高压大功率变频器在电厂应用地发展前景在电厂采用高压交流变频调速技术,对风机、泵类等大功率辅机进行变速调节,可使各工艺参数调整在最佳状态,改善了工艺操作,提高了机组效率,可以节电、节水、节煤,降低生产成本,为电厂带来极大地经济效益,同时可同机组自控系统相配合,能提高自动回路投入率,组成完整地机组优化控制系统,达到省人、省力、省设备,提高机组整体自动化水平和电厂整体管理水平地目地.附表变频改造前后地节电对比表机组负载为50%~100%额定负荷时,对应节电率为62.2%~42.7%,平均节电率为51.25%.高压大功率变频器在电厂应用地发展前景取决于两个方面, 一方面是高压变频技术本身地发展, 而另一方面,是如何更好地同电厂生产工艺及自动化水平地提高相配合.高压变频技术本身地发展:在短期内,着重解决高压变频器地大容量化和体积小型化;功率变换器地模块化,高耐压和大容量化;功率单元硬件地通用化.随着电力电子技术地迅速发展,高压变频调速技术将逐步能够做到按电路最优原则方便地选择元件,从而可以将精力更好地放在提高产品性能以及优化控制方式上.电厂应用水平方面:生产厂商在短期内,要完善变频装置地故障自检功能;快速修复故障功能;自动一带多切换等功能;解决工频切换时档板、阀门地快速响应问题;同自控系统地数字化衔接等问题.同时在防尘、散热、抗干扰性和进一步提高可靠性方面积极地探索更好地方式. 高压变频器在电厂地应用还远远没有展开, 要充分认识采用变频调速技术地必要性与重要性还需各界人士共同努力, 变频装置涉及工艺、热控和电气等各个专业, 只有通力合作,才能更好地应用.在国内应用高压变频器地过程中,也曾出现过失误地例子, 比如在给水泵、循环泵等设备地并联使用时, 变速泵不出水、工频泵过负荷;风机设备变速后风压太低, 无法运行; 变频装置无法同自控系统相衔接等情况.这就需要电厂相关技术人员不盲目崇外, 能从电厂生产地特殊性上入手、从专业技术入手, 从应用实践入手, 选择合适地产品, 使高压变频器能发挥其应有地效果.5 结束语高压大功率变频器为发电厂大型辅机工况调节提供了一种经济运行地可行方式, 其优良地性能和巨大地节能效益, 使得其在电厂具有广阔地应用前景.但电厂选择高压变频器应考虑可靠性、经济性和适用性和环保要求等因素, 因为目前国内高压变频器在性能、价格和售后服务方面有着明显地优势, 又有电厂应用业绩, 选择国产品牌不失为明智之举.尤其是改造项目,采用国产高压大功率变频进行辅机调速改造, 是发电厂降低成本, 增强竞争力地重要途径.参考文献[1] 卓乐友. 推荐变频调速技术在电厂中应用[a]. 电厂高压电动机应用变频调速技术交流和研讨会资料汇编.[2] 白恺. 火力发电厂大型电动机应用变频调速技术地可行性[a]. 电厂高压电动机应用变频调速技术交流和研讨会资料汇编.[3] 覃正清. 华蓥山电厂4号炉风机变频改造案例[a]. 电厂高压电动机应用变频调速技术交流和研讨会资料汇编.作者简介顾爱利 1998年毕业于郑州市职工大学,现服务于郑州市热力总公司,一直从事电厂筹建工作,任电气专工.。
中高压变频器市场调研报告1. 前言本报告是对中高压变频器市场进行的调研分析,旨在了解市场现状、发展趋势以及主要竞争对手等方面的情况。
通过本次调研,我们可以更好地了解中高压变频器市场的发展前景和投资机会。
2. 调研方法在本次调研中,我们采用了多种调研方法,包括市场调查、企业访谈和资料收集等。
通过综合运用这些方法,我们收集和分析了大量的市场数据和信息,以确保调研结果的准确性和全面性。
3. 市场概况3.1 市场定义中高压变频器是一种用于电力系统中的电力调节设备,用于调整电源频率,从而实现电动机的转速调节。
它广泛应用于工业生产、交通运输和能源领域等多个行业。
3.2 市场规模根据我们的调研数据显示,中高压变频器市场在近年来保持了稳定的增长,市场规模达到了XX亿元,预计未来几年将继续保持增长趋势。
3.3 市场驱动因素中高压变频器市场增长的主要驱动因素包括:•工业自动化程度不断提高,对中高压变频器的需求增加;•节能环保要求的提升,中高压变频器作为高效能源管理设备的需求增加;•新能源产业的快速发展,对中高压变频器的需求增长。
3.4 市场挑战中高压变频器市场面临的主要挑战包括:•市场竞争激烈,行业内竞争对手众多;•技术更新换代速度快,产品更新换代需求较高;•市场需求的地区差异较大,市场开拓难度较大。
4. 市场分析4.1 市场细分根据我们的调研分析,中高压变频器市场可以根据功率范围、产品类型和应用领域等多个维度来进行细分。
4.1.1 功率范围根据调研数据显示,中高压变频器市场可以分为以下几个功率范围:•500KW以下•500KW-1000KW•1000KW以上4.1.2 产品类型中高压变频器市场的产品类型包括:•低压变频器•中压变频器•高压变频器4.1.3 应用领域中高压变频器市场的主要应用领域包括:•工业制造•交通运输•能源领域4.2 主要竞争对手根据我们的调研数据显示,中高压变频器市场的主要竞争对手包括以下几个公司:•公司A•公司B•公司C•公司D4.3 市场发展趋势经过调研分析,我们认为中高压变频器市场未来的发展趋势主要包括以下几点:•技术创新和产品升级将成为市场竞争的主要驱动力;•新能源产业的迅猛发展将带动中高压变频器市场需求的增长;•行业整合与合作将加强,市场竞争格局将发生变化。
我国变频技术的现状与发展方向摘要:本文简略介绍了国内变频器的发展、国内变频器技术的现状和发展趋势,从而得出了应用于变频器的各种技术的发展方向。
关键词:变频器;单元串联多电平;微机控制近年来,交流变频调速技术在我国有了突飞猛进的发展,变频调速在调速范围、调速精度、动态响应、低速转矩、通讯功能、智能控制、节约电能、提高功率因数、提高工作效率、使用方便等方面优异的性能,是其他的交流调速方式无法比拟的。
变频器以体积小、重量轻、通用性强、适用范围广、保护功能完善、可靠性高、操作简便等优点,深受钢铁、冶金、矿山、石化、医药、食品、纺织、印染、机械、电力、建材、造纸等行业的欢迎,使用变频器后经济效益和社会效益非常显著。
下面对变频器的现状及其未来的技术发展方向进行分析介绍。
1.变频器的现状1.1变频器的市场情况我国50 %~60%的发电量用于交流电动机,而容量在315kw以上,额定电压一般为3~10 kv的电动机占电动机总装机容量的40%~50%。
由于我国中压变频技术仍没有形成产业化,落后于国外发达国家,因此这部分电动机在负载工况变化时,缺少经济可靠的调速手段,每天都在浪费着大量的电能,因此国内潜在着巨大的中压大功率变频器市场。
世界上各大知名的电气公司,如西门子、abb、ab、aeg、东芝等,都在这一领域展开激烈的竞争,投入大量的人力、物力和财力,开发研制高性能的产品,以抢占我国中压大功率变频器的市场。
国家计委预计在今后十五年内,使我国变频器总需求的投资额在500亿元以上,而其中60 %~70 %是中压大功率变频器。
我国的高压变频器市场具有其特殊性,包括:(1)行业性很强,主要集中在冶金、电力、供水、石油、化工、煤炭等行业。
在工业用电中石油、煤炭等能源行业耗电占22.34 %;化工占14.73 %;冶金占14.18 %;机械建材占10.96 %;供水占10.53 % 。
(2)目前全国各行业中,只有少数企业的高压电机使用了调速方式,市场空白点多。
高压变频器发展历史及发展趋势变频调速技术涉及到电力、电子、电工、信息与控制等多个学科领域。
随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的发展,以变频调速为代表的近代交流调速技术有了飞速的发展。
交流变频调速传动克服了直流电机的缺点,发挥了交流电机本身固有的优点(结构简单、坚固耐用、经济可靠、动态响应好等),并且很好地解决了交流电机调速性能先天不足的问题。
交流变频调速技术以其卓越的调速性能、显著的节电效果以及在国民经济各领域的广泛适用性,而被公认为是一种最有前途的交流调速方式,代表了电气传动发展的主流方向。
变频调速技术为节能降耗、改善控制性能、提高产品的产量和质量提供了至关重要的手段。
变频调速理论已形成较为完整的科学体系,成为一门相对独立的学科。
20世纪是电力电子变频技术由诞生到发展的一个全盛时代。
最初的交流变频调速理论诞生于20世纪20年代,直到60年代,由于电力电子器件的发展,才促进了变频调速技术向实用方向发展。
70年代席卷工业发达国家的石油危机,促使他们投入大量的人力、物力、财力去研究高效率的变频器,使变频调速技术有了很大发展并得到推广应用。
80年代,变频调速已产品化,性能也不断提高,发挥了交流调速的优越性,广泛地应用于工业各部门,并且部分取代了直流调速。
进入90年代,由于新型电力电子器件如(绝缘栅双极型晶体管Insolated Gate Bipolar Transistor)、IGCT(集成门极换流型晶闸管Integrated Gate Commutated Thyristor)等的发展及性能的提高、计算机技术的发展,如由16位机发展到32位机以及DSP(数字信号处理器Digital Signal Processor)的诞生和发展(如磁场定向矢量控制、直接转矩控制)等原因,极大地提高了变频调速的技术性能,促进了变频调速技术的发展,使变频器在调速范围、驱动能力、调速精度、动态响应、输出性能、功率因数、运行效率及使用的方便性等方面大大超过了其它常规交流调速方式,其性能指标亦已超过了直流调速系统,达到取代直流调速系统的地步。
多相变频调速技术的现状和发展方向目前中大功率交流传动系统的用电量占所有电气传动系统用电量的70%,另外由于电压源型逆变器具有功率因素高的优点,所以采用中大容量电压源型逆变器的电气传动系统受到人们的特别关注[1]。
但是由于电力电子功率器件功率等级的限制,目前两电平电压源型逆变器的功率等级还只限于大功率的低端[2]。
为了实现大功率电压源型逆变器电气传动系统,多电平结构在供电电压为中高压的场合得到了广泛应用。
但在供电电压本身受限制的大功率应用场合,例如水下舰船电力推进,则必须寻求其它的结构形式。
此外人们对电气传动系统可靠性也提出了更高的要求,希望系统具有更好的容错运行能力。
为了在较低电压下实现同样功率等级的交流传动系统,并提高系统可靠性,多相电机的变频调速系统作为大功率、高可靠性驱动系统的解决方案之一应运而生。
在二十世纪80年代以前,当时的技术条件严重束缚了多相电机驱动系统的研究与应用。
直到近二三十年来,现代电力电子技术、微电子技术和现代电机控制理论的迅速发展使得高性能多相电机驱动系统的实现成为可能,其优势才得以充分发挥,应用范围迅速扩大。
例如在舰船推进中,全电力推进是今后舰船推进方式的发展趋势,而多相电机驱动系统的变频调速技术是其中的关键技术之一。
对多相变频调速技术的研究必将大大促进我国舰船推进技术的发展。
此外,多相电机变频调速技术也特别适合于应用在电动汽车、航空航天、军事、核反应堆供水等应用场合。
2 多相变频调速系统的优点实际上,多相技术与多电平技术可以看作是一个问题的两个方面。
要输出同样的功率,或者提高电压、降低电流,或者降低电压、提高电流。
多相变频调速系统的核心竞争力主要表现以下几个方面[3]:(1)在船舶电力推进,轨道交通等供电电压等级受限制的场合,采用多相电机驱动系统是实现低压大功率传动的有效途径。
在多相系统中,因为降低电压而增大的电流被分配到增加的相绕组中,此时,驱动系统中的中大功率逆变器可以采用目前电流等级的功率器件就能实现,同时也避免了选用小电流功率器件并联引起的均流问题。
高压变频调速在火力发电厂中的应用摘要:环境问题是当前发展中必须重视的问题。
我国电力行业中,火电厂仍然占据主要地位,是我国主要的发电形式。
但火电设备运行会带来大量能耗,而高压变频调速可以有效降低能耗,符合当前发展要求。
文章介绍火电厂对高压变频器的配置要求,分析火电厂高压变频器运行问题,以供参考。
关键词:高压变频器;火电厂;应用引言随着资源紧缺、环境恶化加剧,我国对各个生产行业提出了节能减排的要求,火电厂不断引入新技术和新设备,加大了设备运行和管理的难度,而且增大了设备的用电消耗,所以在火电厂中大量的风机及水泵等设备采用高压变频器,对风机起到减阻降耗以及对水泵起到衡功减荷的作用。
但是高压变频器运行也容易出现各种问题而影响其运行的稳定性,需要采取相应的措施进行故障排除。
1火电厂对高压变频器的要求1.1对容量富裕度的要求火电厂选择高压变频器,首先要选择和确定的配置参数就是容量,尤其是额定电流的大小。
高压变频器在运行中与电机进行传递的是脉冲电流,由于脉冲电流的大小通常要比供电电流要大,且在选择变频器时还需要留有一定的富裕空间,所以通常需要按照其工作时的最大电流作为选择依据。
1.2对系统设备的要求火电厂运行中对高压变频器设备的要求主要是对其进行过程检测以及保养和维修。
一是在高压变频长时间的运行过程中,为了确保其运行的稳定性和可靠性,需要加强对其进行巡视检查,根据不同应用环境和功能作用的不同变频器,针对其不同特点进行重点检查,主要包括变频器的异常振动、声响、气味、噪音等运行情况,确保其正常运行。
二是由于高压变频器通常长时间处于较为恶劣的运行环境中,且处于高负荷的运行状态,加之变频器通常具有较大的体积和较为复杂的结构,其发生故障所造成的损失也通常较大,所以需要定期对其进行检修和保养,对重要部件进行彻底清洁以及对重要回路进行彻底检查。
1.3对温度和湿度的监测要求火电厂中的高压变频器对其运行环境温湿度有着较高要求,其直接影响着高压变频器运行效率以及实际使用寿命。
2024年高压变频器市场发展现状引言高压变频器是一种能将电能转换为机械能的重要设备,广泛应用于工业生产中的电动机驱动系统。
随着工业自动化程度的提高,高压变频器市场也在不断发展壮大。
本文将对高压变频器市场的发展现状进行探讨。
市场规模根据市场研究报告,目前全球高压变频器市场规模逐年扩大,预计未来几年内将保持稳定增长。
主要推动市场增长的因素包括工业领域对能源和资源的节约需求,以及对生产效率和自动化水平的不断追求。
市场趋势1.技术升级: 高压变频器市场正处于技术不断升级的阶段。
新型的高效、低功耗的变频器产品不断涌现,满足了用户对节能环保的需求。
2.智能化: 随着工业4.0理念的推广,高压变频器市场越来越注重产品的智能化和自动化。
智能化变频器能够实现远程监控、故障诊断和数据分析等功能,提高了生产的效率和可靠性。
3.新兴行业需求: 随着新兴行业的崛起,如电动汽车、新能源等领域的快速发展,对高压变频器市场提出了新的需求。
高压变频器在这些行业中的应用广泛,有望进一步推动市场的发展。
市场竞争高压变频器市场竞争激烈。
目前,市场上存在众多的高压变频器品牌,如ABB、施耐德电气、西门子等国际知名公司。
这些公司凭借自身的品牌影响力和技术实力在市场中竞争激烈。
此外,一些本土企业也在不断崛起,加大了市场竞争的压力。
在市场竞争中,企业除了注重产品的质量和技术创新,还需要关注售后服务的质量。
高品质的售后服务能够提升企业的声誉,增强客户黏性,从而在市场上获得竞争优势。
市场前景高压变频器市场在未来有良好的发展前景。
随着中国制造业的升级和技术创新的不断推进,高压变频器市场有望迎来新一轮的发展热潮。
此外,全球节能减排的压力也将推动高压变频器市场的发展。
综上所述,高压变频器市场正处于稳步发展的阶段。
技术升级、智能化和新兴行业需求是市场发展的主要趋势。
在激烈的市场竞争中,企业需要加强技术创新和售后服务,才能在市场中取得竞争优势。
展望未来,高压变频器市场有望迎来更加广阔的发展前景。
高压变频调速技术应用现状与发展趋势2007-6-41、引言通常,我们把用来驱动1kV以上交流电动机的中、大容量变频器称为高压变频器。
按照国际惯例和我国国家标准,当供电电压大于或等于10kV时称高压,小于10kV时称中压。
因此,相应额定电压1~10kV的变频器应分别称为中压变频器和高压变频器。
但考虑到在这一电压范围内的变频器有着共同的特征,且我们习惯上也把额定电压为3kV或6kV的电动机称为“高压电机”,因此,为简化叙述起见,本文也称之为“高压变频器”。
截止2006年底,我国发电装机总容量已突破5亿kW,为5.08亿kW。
其中火电装机约占80%,为4亿kW左右。
全国年发电量已突破2万亿kWh。
而我国的能源利用率却平均比发达国家低20%左右!全国电动机装机总容量已达4亿多kW,年耗电量达12000亿kWh,占全国总用电量的60%,占工业用电量的80%;其中风机、水泵、压缩机的装机总容量已超过2亿kW,年耗电量达8000亿kWh,占全国总用电量的40%左右。
70%以上的风机、水泵、压缩机应调速运行,而至今仅有约5%左右调速运行。
若按风机、水泵和压缩机总装机容量的50%进行调速节能改造,则可改造容量达1亿kW,其中40%为中高压电机,容量占60%。
若按电机平均出力为60%,年运行4000h,平均节电率为20~30%(平均25%)计算,则年节电潜力为600亿kWh!整个电机系统的节电潜力约为1000亿kWh,改造和更新预计需投入2000~3000亿元人民币。
根据国家节能计划,我国每年应节约和少用能源7000万吨标准煤,通过基本建设项目及技术改造措施,每年可形成约3000万吨标准煤的节能能力,而每形成一吨标准煤的节能能力需投资2000元(约为开发等量能源费用的三分之一),则每年需节能投资600亿元,“十五”期间共需3000亿元人民币,“十一五”期间将更多。
由于我国经济的高速发展,发电装机仍以高速发展。
但电力运行的一些主要指标和装备指标与发达国家相比仍有很大差距我国火电机组的平均煤耗为400gkWh,比发达国家高出约70~100gkWh;发达国家发电厂的厂用电率为3.7%~6%,而我国的厂用电率为4.7%~10.5%,加之线损,我国送到用户的电能要比发达国家多耗电9.5%,相当于22000MW装机容量,即22个百万大厂的年发电量。
因此,我国的节能形势十分严峻!2、变频调速技术的发展历史及现状变频调速技术涉及到电力、电子、电工、信息与控制等多个学科领域。
随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的发展,以变频调速为代表的近代交流调速技术有了飞速的发展。
交流变频调速传动克服了直流电机的缺点,发挥了交流电机本身固有的优点(结构简单、坚固耐用、经济可靠、动态响应好等),并且很好地解决了交流电机调速性能先天不足的问题。
交流变频调速技术以其卓越的调速性能、显著的节电效果以及在国民经济各领域的广泛适用性,而被公认为是一种最有前途的交流调速方式,代表了电气传动发展的主流方向。
变频调速技术为节能降耗、改善控制性能、提高产品的产量和质量提供了至关重要的手段。
变频调速理论已形成较为完整的科学体系,成为一门相对独立的学科。
20世纪是电力电子变频技术由诞生到发展的一个全盛时代。
最初的交流变频调速理论诞生于20世纪20年代,直到60年代,由于电力电子器件的发展,才促进了变频调速技术向实用方向发展。
70年代席卷工业发达国家的石油危机,促使他们投入大量的人力、物力、财力去研究高效率的变频器,使变频调速技术有了很大发展并得到推广应用。
80年代,变频调速已产品化,性能也不断提高,发挥了交流调速的优越性,广泛地应用于工业各部门,并且部分取代了直流调速。
进入90年代,由于新型电力电子器件如IGBT(绝缘栅双极型晶体管Insolated Gate Bipolar Transistor)、IGCT(集成门极换流型晶闸管Integrated Gate Commutated Thyristor)等的发展及性能的提高、计算机技术的发展,如由16位机发展到32位机以及DSP(数字信号处理器Digital Signal Processor)的诞生和发展(如磁场定向矢量控制、直接转矩控制)等原因,极大地提高了变频调速的技术性能,促进了变频调速技术的发展,使变频器在调速范围、驱动能力、调速精度、动态响应、输出性能、功率因数、运行效率及使用的方便性等方面大大超过了其它常规交流调速方式,其性能指标亦已超过了直流调速系统,达到取代直流调速系统的地步。
目前,交流变频调速以其优异的性能而深受各行业的普遍欢迎,在电力、轧钢、造纸、化工、水泥、煤炭、纺织、铁路、食品、船舶、机床等传统工业的改造中和航天航空等高新技术的发展应用中无不看到变频调速技术的踪影,变频调速技术取得了显著的经济效益。
变频调速技术的现状具有以下特点:(1)在功率器件方面,近年来高电压、大电流的SCR、GTO、IGBT、IGCT等器件的生产以及并联、串联技术的应用,使高电压、大功率变频器产品的生产及应用成为现实。
(2)在微电子技术方面,16位、32位高速微处理器以及DSP和ASIC(专用集成电路Application Specific IC)技术的快速发展,为实现变频器高精度、多功能化提供了硬件手段。
(3)在控制理论方面,矢量控制、磁通控制、转矩控制、智能控制等新的控制理论为研制高性能变频器的发展提供了相关理论基础。
(4)在产品化生产方面,基础工业和各种制造业的高速发展,促进了变频器相关配套件的社会化、专业化生产。
3、国内外高压变频器的分类、比较和应用情况目前世界上的高压变频器不象低压变频器那样具有成熟的一致性的主电路拓扑结构,而是限于功率器件的电压耐量和高压使用条件的矛盾,国内外各变频器生产厂商,采用不同的功率器件和不同的主电路拓扑结构,以适应不同的电压等级和各种拖动设备的要求,因而在各项性能指标和适用范围上也各有差异。
一般来讲,在高压供电而功率器件耐压能力有限的情况下,可采用将功率器件串联的方法来解决。
但是功率器件在串联使用时,因为各器件的动态电阻和极间电容不同,而存在静态均压和动态均压问题。
如果采用与器件并联R和RC的均压措施,会使电路复杂,损耗增加;同时,器件的串联对驱动电路的要求也大大提高,要尽量做到串联器件同时导通和关断,否则由于各器件开断时间不一致,承受电压不均,会导致器件损坏甚至整个装置崩溃。
谐波问题是所有变频器的共同问题,尤其在高压大功率变频调速中更为突出。
谐波会污染电网,殃及同一电网上的其它用电设备,甚至影响电力系统的正常运行;谐波也会干扰通讯和控制系统,严重时会使通讯中断、系统瘫痪;谐波电流还会使电动机损耗增加,因而发热增加,效率及功率因数下降,以至不得不“降额”使用。
还有效率问题,变频调速装置的容量愈大,调速系统的效率问题也就愈加重要。
采用不同的主电路拓扑结构,使用的功率器件的种类和数量的多少,以及变压器、滤波器等的使用,都会影响系统的效率。
为了提高系统效率,必须设法尽量减少功率开关器件和变频调速装置的损耗。
可靠性和冗余设计问题:一般的高压大功率拖动系统都要求很高的系统可靠性,尤其是国民经济的重要部门如电力、能源、冶金、矿山和石化等行业,一旦设备出现故障,将会造成人民生命财产的巨大损失。
因此高压变频装置设计中是否便于采用冗余设计及旁路控制功能也是至关重要的。
根据高压变频器有无直流环节,可以分为交—交变频器和交—直—交变频器;根据直流环节滤波元件的性质又可以分为电流源型变频器和电压源型变频器;电流源型变频器又可以分为负载换流式晶闸管变频器(LCI)和采用自关断器件(GTO、SGCT)的电流源型变频器;电压源型变频器则可以分为:(1)功率器件串联二电平直接高压变频器;(2)采用HV-IGBT、IGCT的多电平电压源变频器;(3)采用LV-IGBT的单元串联多重化电压源变频器等。
高压变频器的简要分类如附表所示。
附表高压变频器的简要分类上世纪未以前,高压大功率变频器都采用国外进口品牌。
如美国洛克韦尔(AB)公司的Power FlexTM7000高压变频器,是采用SGCT功率器件串联的交一直一交电流源型变频器,与电动机的特性有关,调试比较困难;并且dudt较大,对电机的绝缘影响较大。
是进入我国火电厂节能改造工程最早的产品。
美国罗宾康(ROBICON)公司的单元串联多电平变频器,采用低压IGBT功率器件,号称完美无谐波变频器。
也是进入我国较早,且使用最多的产品。
它的优点是电压电流波形好,谐波含量小,对电动机影响小。
欧洲ABB公司的ACS1000高压变频器,是采用IGCT器件的三电平变频器,最高电压到4.16kV。
若用在我国6kV高压电动机上,要进行星一三角改接,不利于进行工频旁路切换(切换前要先进行三角一星形改接),所以限制了它在我国火电厂的使用。
目前在我国发电厂使用量很少。
德国西门子公司的SIMOVERT MV系列高压变频器,6kV电压可做到2000kW。
它实际上采用的是高一低一高方式。
其核心的逆变器是采用高压IGBT器件的三电平变频器,输出电压为2.3kV,通过一个“集成升压滤波器”将电压升到6kV,并兼有滤波作用。
也是进入我国较早的产品,目前使用量已超过200台套。
法国阿尔斯通公司的ALSPA CDM6000系列高压变频器,是采用IGBT器件的飞跨电容四电平变频器,可四象限运行,输出波形较好,谐波含量和dvdt较小(dvdt<500dvdt)。
在冶金、矿山使用较多,在我国电厂使用很少。
国外产品的共性是质量好,可靠性高,但价格也很高,且对我国电网的适应能力差,用户界面差(未汉化),售后服务响应差。
备品备件供应差,且价格昂贵。
以上因素给国内用户带来很大的不便。
进入新世纪以来,国产高压变频器企业迅速崛起,并以惊人的速度占领市场。
北京利德华福公司的高压变频器销售业绩,到2006年6月份已突破600台套。
还有成都东方日立(原东方凯奇)公司,北京合康亿盛公司、山东新风光公司、成都佳灵公司、中山明扬公司、哈尔滨九洲公司、广州智光公司、上海科达公司、深圳的微能科技和康沃公司等也都先后进入这个领域,并且必然会有更多的企业加入进来。
这将对我国高压变频器品牌占领国内市场起到积极的作用。
并为我国创建节约型社会送来强劲的东风。
国产品牌在可靠性和生产工艺上正在迎头赶上,其最大的优势是适合中国国情和用户的需要,可以进行特殊设计,用户界面友好,操作方便,价格便宜。
最主要的是良好的售前售后服务和备品备件的提供,以及操作维护人员的培训工作,更是国外品牌的产品所无法比拟的。
在上世纪未,用户是唯进口品牌是论,根本不考虑国产品牌,而现在情况正好反过来了,许多用户主动要求选用国产品牌,而不要进口品牌。