風(fēng)機(jī)泵類高壓輔機(jī)采用變頻調(diào)速技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行是我國節(jié)能的一項(xiàng)重點(diǎn)推廣技術(shù)。目前，國內(nèi)外廠家生產(chǎn)的高壓變頻器已在各工礦企業(yè)引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)、給水泵、凝泵等風(fēng)機(jī)泵類設(shè)備上投入運(yùn)行，取得了較好的節(jié)能效果，最直接的是廠用電量明顯降低。但是，運(yùn)行中軸承、動葉產(chǎn)生裂紋，變頻工頻切換失敗，變壓器或模塊過熱跳閘等異常情況時有發(fā)生，給企業(yè)安全生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)效益帶來不利影響。為此，把相關(guān)問題提出來進(jìn)行探討，希望對高壓變頻器節(jié)能技術(shù)的經(jīng)濟(jì)、安全、成熟、標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用起到積極的作用。

二、經(jīng)濟(jì)性、安全性分析

考慮高壓變頻器節(jié)能應(yīng)用時，最先關(guān)心的就是經(jīng)濟(jì)性、安全性，沒有節(jié)能效果或節(jié)能效果不明顯，以及沒有安全運(yùn)行保障，基本打動不了決策層的心。

高壓變頻器節(jié)能應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性分析，應(yīng)根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)的、量化的、綜合的分析，防止出現(xiàn)簡單的統(tǒng)計(jì)就得出節(jié)能效果很好，很快回收投資甚至產(chǎn)生很大經(jīng)濟(jì)效益的結(jié)論。其實(shí)，變頻器本身并不是一個節(jié)能設(shè)備，相反，它是一個耗能設(shè)備（設(shè)計(jì)值5%左右）。變頻器是一個方便而精準(zhǔn)的調(diào)速設(shè)備，在風(fēng)機(jī)與泵類輔機(jī)的調(diào)節(jié)上，它的節(jié)能量較大，但靜調(diào)風(fēng)機(jī)的靜葉全開，節(jié)能效果就未必最好。有人反駁說，即使?jié)M負(fù)荷時工頻運(yùn)行的電機(jī)供電電流也比同工況同容量電機(jī)變頻運(yùn)行的供電電流大許多。這主要是因?yàn)檫x擇的電機(jī)額定容量大于實(shí)際需求的電機(jī)功率。

高壓變頻器的應(yīng)用，尤其是變頻改造項(xiàng)目，在項(xiàng)目策劃時要進(jìn)行嚴(yán)格的安全性評估，對同類型風(fēng)機(jī)或泵類輔機(jī)在其他火電廠的應(yīng)用情況進(jìn)行收資，了解變頻器運(yùn)行是否發(fā)生軸承、動葉裂紋、變頻工頻切換失敗、變頻器模塊損壞等設(shè)備異常，掌握變頻器設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試及投運(yùn)考慮的安全問題，需要進(jìn)行哪些試驗(yàn)，以及日常維護(hù)應(yīng)該怎么做等等。最好，請有資質(zhì)和能力的科研單位進(jìn)行相應(yīng)項(xiàng)目測試及出具評審報告。

高壓變頻器不是節(jié)能應(yīng)用唯一選擇，要通過綜合的經(jīng)濟(jì)、安全指標(biāo)分析，來確認(rèn)高壓變頻器節(jié)能應(yīng)用是某個具體項(xiàng)目的優(yōu)先選擇。

三、設(shè)備選型與國產(chǎn)品牌的發(fā)展

了解國產(chǎn)、國際高壓變頻器品牌、產(chǎn)品、技術(shù)現(xiàn)狀，滿足安全、技術(shù)要求的前提下，選擇性價比高的國產(chǎn)品牌，為支持鼓勵國產(chǎn)品牌發(fā)展壯大、走向國際市場貢獻(xiàn)力量。我國高壓大功率變頻器生產(chǎn)廠家，主要有合康變頻、東方日立、成都佳靈、中山明陽、廣州智光、上?？七_(dá)、山東風(fēng)光、九州電氣等。在國家節(jié)能政策的鼓勵和扶持下，隨著科研的進(jìn)一步深入，理論上和功能上國產(chǎn)高壓變頻器逐漸可以與進(jìn)口變頻器相媲美，但變頻器中使用的功率半導(dǎo)體、驅(qū)動電路、電解電容等關(guān)鍵器件完全依賴進(jìn)口，而且在未來相當(dāng)長時間內(nèi)狀況不容易改變。在自動化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上相對比較單一，主要是“產(chǎn)品推廣”的營銷策略，產(chǎn)品發(fā)展與銷售有一定劣勢。

國外主流供應(yīng)廠商主要有西門子、利德華福（施耐德）、羅賓康、羅克韋爾(AB)及ABB等。以西門子為代表的國外品牌占據(jù)大容量和為大型工程配套的高端市場。他們均形成了系列化的產(chǎn)品，幾乎所有的產(chǎn)品均具有矢量控制功能，工藝水平也比較完善。品牌廠商多為綜合自動化公司，擁有多種自動化產(chǎn)品的品牌關(guān)聯(lián)效應(yīng)，這種關(guān)聯(lián)還體現(xiàn)在其他資源的共享上，這樣的“品牌推廣”對產(chǎn)品發(fā)展、銷售都有很好的推動作用。

雖然，國外品牌在元器件質(zhì)量、超大功率產(chǎn)品上優(yōu)勢比較大，也應(yīng)該看到國產(chǎn)品牌通過技術(shù)自主化研究與應(yīng)用，差距逐漸縮小。而且，國產(chǎn)品牌價格優(yōu)勢巨大，性價比高。另外，國產(chǎn)品牌在設(shè)備異常分析、故障處理、備品備件采購、技術(shù)培訓(xùn)等方面的方便快捷也是應(yīng)該考慮的因素。決策層的思維不能停留在選擇國際大品牌高端產(chǎn)品就不會負(fù)什么責(zé)任的行為上。

四、繼電保護(hù)配置方案探討

目前，國內(nèi)外高壓變頻器廠家對變頻器、變壓器本身提供的保護(hù)配置基本一致，按照《DLT994-2006火電廠風(fēng)機(jī)水泵用高壓變頻器》系統(tǒng)集成和技術(shù)要求，主要有輸入瞬態(tài)過電壓保護(hù)、輸入工頻過電壓保護(hù)、欠電壓保護(hù)、輸入過電流保護(hù)、輸出瞬態(tài)過電壓保護(hù)、輸出過電壓保護(hù)、輸出過電流保護(hù)、輸出短路保護(hù)、輸出電壓三相不平衡保護(hù)、輸出電流三相不平衡保護(hù)、變壓器超溫保護(hù)、冷卻系統(tǒng)故障保護(hù)，以及控制系統(tǒng)故障保護(hù)等。

從用戶的角度出發(fā)，希望電力科研設(shè)計(jì)單位、相關(guān)院校及設(shè)備廠家能重視高壓變頻器+電動機(jī)系統(tǒng)繼電保護(hù)配置問題，在以下兩個方案中給出明確的結(jié)論：一是開關(guān)柜綜合保護(hù)只作為高壓電纜的主保護(hù)及變頻器和電動機(jī)的后備保護(hù)，變壓器和電動機(jī)由變頻器自帶保護(hù)實(shí)現(xiàn)主保護(hù)功能，但必須滿足靈敏度要求。二是研發(fā)“頻率跟蹤智能式變頻運(yùn)行自適應(yīng)”保護(hù)裝置，保護(hù)裝置能自動跟蹤變頻器兩側(cè)電源幅值、頻率、相角變化并自動平衡補(bǔ)償，經(jīng)模擬運(yùn)算把不同電源還原為理論相同電源，從而采用差動保護(hù)；保護(hù)范圍涵蓋從開關(guān)柜到電動機(jī)、包括變頻器、隔離變壓器及變頻器兩側(cè)電纜等電動機(jī)的全回路；工頻變頻運(yùn)行無需切換完全自適應(yīng)。

五、共振、扭振損壞設(shè)備如何避免

變頻調(diào)速應(yīng)用后，電動機(jī)和負(fù)載的運(yùn)行頻率不再固定為工頻50HZ，可以是從0~50HZ的任意一點(diǎn)，電動機(jī)輸入電流是變頻器輸出的包含高次諧波分量的綜合電流。電動機(jī)及負(fù)載軸系、葉片共振，軸系扭振損壞設(shè)備的現(xiàn)象時有發(fā)生，如圖4、圖5。

如何避免呢？分析原因，明確措施

(1)軸系或支撐系統(tǒng)徑向共振

由電機(jī)和負(fù)載工頻離心力激勵，且運(yùn)行在軸系或支撐系統(tǒng)共振頻率時所致。