摘 要 ：本文介紹了新一代高壓變頻器的原理和技術特點，以及在國電雙鴨山電廠灰漿泵變頻改造的技術方案、應用情況和節能情況。 

　　1 引言 

　　采用新型高壓大功率電力電子器件、直接“高-高”方式的高壓變頻器，具有體積小、效率高、結構簡單、運行可靠等特點。變頻器裝置采用不可控24脈沖移相整流和全控器件進行開關調制，具有很高的輸入側功率因數、優良的調速性能和轉矩控制性能。高壓變頻器通過改變電動機運行頻率，在很寬的轉速范圍內進行高效率的轉速調節，可以取得很好的節電效果，在風機和水泵的節能改造上已經得到廣泛驗證。 

　　國電雙鴨山發電廠3、4號機為210MW火電機組，和 3、4號機組配備有6臺6kV/570kW灰漿泵電機，電機型號JS512-8，額定電流69A，額定轉速730r/min。其中，6#灰漿泵是二級泵，和5#灰漿泵配合使用。在安裝變頻器之前，6#灰漿泵是根據前池液面的高度決定啟、停電機。這樣就存在兩方面問題:一方面為了適應生產工藝要求，需要每天根據前池液位和沖灰管的需要不斷切換、啟停電機，前池液位高度得不到很好控制，而且頻繁工頻啟動電機對電機造成很大沖擊; 另一方面存在節流損失，造成電能的浪費。為了進一步優化灰漿泵運行工況，節省電能，所以對6#灰漿泵電機進行高壓變頻改造。 

　　6#灰漿泵電機在高壓變頻器改造之后，通過調整6#灰漿泵變頻器的運行頻率（電機轉速）來調整前池液面的高度，這樣5#灰漿泵可以一直在最佳效率下工頻運行，從而減少了操作6#灰漿泵開關的分合次數，減小了電機工頻啟動造成的沖擊，進一步優化了生產工藝，并且節省了電能。 

　　2 灰漿泵運行工藝和變頻改造技術方案 

　　2.1 6#灰漿泵運行情況及變頻改造技術方案 

　　（1）在灰漿泵運行現場，變頻器到電機之間的高壓電纜經常發生單相對地放電或單相直接接地的情況。在這種情況下，要保證不能損壞變頻器，并且變頻器要能發出報警停機信號以便現場人員及時處理。因此，要求變頻器輸出能承受單相接地的能力，相應變頻器的輸出濾波器電容中性點不能直接接地，而是需要通過電容接地。 
　　（2） 由于6#灰漿泵屬于二級泵，所以在啟動6#灰漿泵變頻器運行之前，5#一級灰漿泵通常已經在運行，將會推動6#灰漿泵電機運轉，變頻器相當于飛車啟動。所以變頻器啟動時需實時檢測電機運行頻率，根據該運行頻率帶動電機啟動。 
　　（3） 6#灰漿泵變頻運行要求能對前池液位高度閉環控制，自動調節電機的轉速。 
　　（4） 由于灰漿泵運行時，在前池液位很低的時候有可能造成負荷過大甚至堵轉的情況，因此要求變頻器有過載能力以及過流保護措施。 

　　綜合上述因素，從目前國內、外主要的兩種高壓變頻器拓撲結構中，選擇基于IGCT的三電平中性點箝位的拓撲結構。三電平拓撲結構具有以下優點:開關功率器件數少、IGCT開關電流大、過流能力強、結構簡單、可靠性高、適合負載沖擊較大的應用場合。 

　　在控制方面，灰漿泵前池液位設置壓力式水位傳感器，將測量得到水位高度信號，變換為4～20mA標準信號，由電流環接口送給變頻器; 變頻器計算出當前水位與控制水位之間的偏差，通過變頻器內置的數字PID調節器改變變頻器的輸出頻率，調節電動機的轉速，進而控制灰漿泵前池液位的高度。 

　　2.2 三電平中點箝位電路原理結構圖 

　　基于IGCT的三電平中性點箝位的高壓變頻器結構簡單，主體由整流器、逆變器和濾波器組成。如圖1所示，整流器采用24脈沖不控整流，由移相15°的24脈波移相整流變壓器和四重三相整流橋構成，這樣可以滿足對輸入端的電流諧波要求。直流環節由共模電抗、IGCT保護及充電限流電阻和直流電容（C1、C2）構成。  

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