一、 项目概况
吉林省辽源市大唐辽源火力发电分公司，现有2*330MW发电机机组，其凝结水泵需变频改造，凝结水泵的作用是将凝汽器热井内的凝结水升压后送至回热系统。现对4号机组C凝结水泵进行变频改造。
2.1 #4炉凝结水泵电机参数见下表：
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额定电压： |
6000V |
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额定电流： |
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额定功率： |
560kW |
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功率因数： |
0.86 |
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额定转速： |
1487r/min |
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绝缘等级： |
F |
2.2配置高压变频调速系统的参数配置见下表
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型号 |
HARSVEST-VA06/070 | ||
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输入电压: |
6300 |
输出电压: |
0～6000V |
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输入电流: |
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输出电流: |
0～ |
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输入频率: |
50 Hz |
输出频率: |
0～50Hz |
注：经前期对4号机C凝结水泵在机组各种工况下的调研，正常工频运行时负载不大于560kW，用户确定采用560KW电机适配高压变频器。
2.3高压变频调速系统改造方案
#3、4C凝结水泵的两台凝结水泵分别配置一台自动一拖一的高压变频调速系统，分别控制控制3号机C凝结水泵与4号机C凝结水泵，在机组正常运行中，通过高压变频调节引凝结水泵的转速控制水流量，保证凝汽器热井内的凝结水升压后送至回热系统。高压变频调速系统改造后一次图如下：
图1 高压变频调速系统一次主接线图
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图1中QS1、QS2是变频器内部手动高压隔离刀闸， KM1、2、3是变频器内部的高压真空接触器，在变频器投入变频运行前，先使刀闸QS1、QS2闭合，再合QF1，后方可合KM1，KM2，此时变频器进入待机状态，可随时变频运行；工频状态，高压真空接触器KM1分开，高压真空接触器KM2分开，KM3闭合，此时为工频运行状态。刀闸QS1、QS2只有在无高压、变频器停止状态和短路器QF1断开情况下才能手动操作。
图2 高压变频调速系统现场运行图
2.4高压变频调速系统调节水泵的DCS逻辑和控制方式
2.4.1 DCS系统与4号机C凝结泵高压变频调速系统的两个接口设计
（1) 凝结水泵的运行状态信号：变频状态，采用高压变频的运行状态信号、真空接触器KM1、真空接触器KM2的变频状态节点信号相与后的信号作为凝结水泵的运行信号；工频状态，采用6KV高压开关柜的合闸辅助接点和高压变频真空接触器KM3的工频状态节点信号相与后的信号作为凝结水泵的工频运行信号。
（2) 凝结水泵的跳闸状态信号：共有两路跳闸指令：
A：当变频器重故障或本机急停时，若KM41无法正常分断时强制QF1分断；
B：当用户发高压跳闸指令时分断QF1。
2.4.2 高压变频调速系统的DCS端控制方式：
如图3
图3
高压变频的远程启动、停止、紧急停，各状态量和频率的给定、反馈等都送到了DCS端并做到了操作画面上，可以在DCS画面上通过手动操作启停高压变频器，频率可以手动输入或者自动PID调节两种方式给定。
由于#4炉在设计时凝结水泵电机的选型偏大，所以在选配高压变频调速系统时，是按照#4炉A/B凝结水泵的正常时长期运行工况的最大电流进行选配。由于#4C凝结水泵是做A/B水泵的备用，且水流压力不是很平稳，所以#4炉的C凝结水泵对高压变频调速系统的电流变化情况和运行的稳定性提出了很高的要求。北京利德华福电气技术有限公司的HARSVERT-VA系列高压变频调速系统的可靠设计、核心技术，对凝结水泵系统的稳定运行提供了有力保障；该产品对负载功率和电流、电网电压和电流的扰动适应力、抗干扰能力很强，同时配置完善的输入侧电压、电流检测装置和输出侧的电机马达综合保护装置。在凝结水泵变频设备的投运调试时进行了机组运行试验，运行中机组发电试验成功。变频器输出电流达到系统的额定输出。
根据大唐辽源热电厂历史运行记录数据，全年运行时间约5500小时，计算凝结水泵变频改造的年总节电量为：
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电机功率（kW) |
负载参数 |
负荷率95% |
负荷率50% |
负荷率30% |
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560 |
凝结水泵电机电流（A) |
63.2 |
33 |
19.95 |
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变频用电量（KW） |
532 |
280 |
168 | |
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工频用电量（KW） |
560 |
430 |
310 | |
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凝结水调节门开度（%） |
38 |
20 |
12 | |
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全年的工作时间（小时） |
550 |
2750 |
1650 |
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从以上的数据可见，#4炉C凝结水泵采用变频改造的节能效果非常显著，投资回收期很短。特别时在机组运行负荷较低时的变频节能效果更好。另外，采用高压变频调速系统对凝结水泵进行改造后还产生以下的显著效果：
（1) HARSVERT-VA系列高压变频器的移相整流变压器采用多重化整流技术提高变频器网侧功率因数，凝结水泵回路的功率因数由工频时约0.86提高到了0.9，降低系统无功需求；
（2) 采用高压变频调速系统后，实现了电机的软启，厂用电母线网侧电流由变压器输入空载电流逐步变大至运行电流，电机侧电流控制在电机的额定电流以下，避免电机工频启动时的冲击电流，避免对电网和电机电气冲击和机械冲击，运行中凝结水泵转速降低，泵头及传动系统轴承等磨损较前减轻，设备维护周期、运行寿命延长；
（3) 采用高压变频调速系统后，调速精度得到保证，机组DCS自动控制准确度提高，改善了机组自动化控制水平，提高机组热系统的稳定性。
四、总结
吉林省辽源市火力发电分公司采用北京利德华福的两套HARSVERT-VA高压变频调速系统对330MW机组热系统的#3、4的C凝结水泵进行改造后，高压变频的运行状态良好，机组运行控制调节方便，在机组不同负荷下节能效果显著，大大降低了厂用电率、节约发电成本，提高电厂效益和竞争力。这一工程的成功实施进一步证明国产高压变频调速技术在大功率逆变技术和应用成熟，在今后330MW及以上机组的凝结水泵变频改造的推广应用提供可贵经验。
（转载）
