国家电力公司电力规划设计总院（北京100011）卓乐友应用及产品制造情况，分析采用变频调速装置的社会和经济效益，对今后推广变频技术提出几点建议，供有关人员。

　　交流变频调速技术是集电力电子、自动控制、微电子、电机学等学科领域的技术于一身的一项高新技术目前，从百瓦级的家用电器到数千千瓦以上的调速传动装置，都可用交流调速传动方式来实现交流调速传动可用于风机泵类的电动机调速，也可用于各类高精度、快响应的高性能指标的调速控制丨交流变频调速有显著的社会效益与经济效益主要体现以下几点节能效益：风机泵类等设备实现变频调速后，高功率因数高效率的高节能效果非常显著。据有关资料统计，我国电动机装机总容量4亿kW以上，其用电量占全国发电量的60% ~70%；风机、水泵设备装机约1.6亿kW，年耗电量约3200亿kW.h，约占全国电力消耗总量1/3而应用变频装置节电率一般为20%~ 60%，投资回报期1~3年，效益非常明显。

　　电厂风机、水泵的各种调速装置的比较，见2从2看出，变频调速控制时，电动机的输入功率*小，尤其在轻中载时更显著，经济效益很大优越的调速性能，可满足工艺系统对调速的要求；起动特性好，适应电厂负荷变动和峰荷调节动态特性；控制精度高，提高产品质量和工艺自动化水平，保证电厂平稳、可靠、经济运行。

　　因此，推广变频调速技术，不仅是当前推进企业降耗节能，提高产品质量的重要手段，也是实现1变频调速原理交流电动机的转速n为：P一一极对数改变转速可采用以下措施：改变电动机定子供电频率/；改变转差率S；改变极对数P变频调速改变速度的方式是改变加到电动机定子绕组的电源频率变频装置分为交一交和交一直一交两种方式交一交变频装置将工频交流直接变换成频率电压均可控制的交流，称直接式变频器；交一直一交变频装置先将工频交流通过整流器变成直流，再将直流变换成频率电压均可控制的交流，称间接式变频器变频调速系统的原理框图见￡罕一I检变昼11指示谓节丨1进成量！电动机h~l变供思卜电潭变频调速系统的原理框图方案一，直接高压变频调速，如所示变频装置采用IGBT大功率单元，多重化的脉宽调制设计，无谐波污染纯净功率输入，效率达96%以上，适用于1000kW以上的电动机。

　　方案二，高一低一高变频调速，见，由升、降压变压器变频器滤波器等构成标准配置采用6脉冲二极管整流器，也可选用12脉冲或24脉冲二极管整流器，用于要求供电线路中反馈谐波与干扰低，且没有无功功率要求的场合适用于方案三，高一低变频调速，见，由降压变压器变频器和低压变频电动机构成变频专用电动机代替原电动机，技术上较为合理，效率较高，适用于200kW以上的电动机2电厂应用概况以往电厂设计，只有少量的电动机（如给粉机等）采用直流电动机调速交流电动机的电磁滑差离合器液力耦合器液力调速离合器、机械挡板调节、Y/A起动器等方式有效率低、调节范围小、速度慢、调节性能差、故障多等缺点变频调速虽有较多优点，但以往设计没有广泛使用，其原因主要有：没有认识到变频调速设备应用的重要性和迫切性，觉得电厂发电容量大，几个电动机无所谓。

　　科研和设计工作跟不上，尤其是新原理、新材料研究不够设计涉及专业多，无人统一规划部署变频设备不落实，尤其是国产设备不规范，质量较差，缺乏运行经验。

　　近年来，随着国家改革开放政策的深入，国家大力支持节能技术改造工作，在中华人民共和国节能法中，国务院、财政部、电力部都对节能有规定，指出“实现交流电动调速节电作为重点措施，认真推广”发电煤耗、厂用电率指标为发电厂考核的首要指标，己有不少工厂企业采用变频调速技术，取得显著的效益。另外，电网迅速发展，对机组的调峰能力要求越来越高，调节辅机以适应电力安全、经济运行，直接影响到电厂的安全性和发电成本，故有少数电厂己采用变频调速技术，且取得了很好的效果如黄岛电厂的2台送风机（800kW，6kV）选用山东鲁能公司引进的罗克韦尔技术制造的AB-1557变频装置后，估算年节电341万kW.h，按上网电价Q36元/（kW.h）计，节约125万元，2a内即可收回全部投资。华能集团公司非常重视这方面工作：“要求华能发电机组选用大容量高参数、环保节能型'并将其纳入华能集团的统一战略发展规划中。它的成员公司中国华能技术开发公司为华能新华电厂的吸风机（2< 1250kW，6kV）选用美国罗宾康多重化无谐振变频装置，该吸风机采用变频装置前后各31d统计，变频前实际用电1327万kW，变频后耗电仅87.7万kW，节电45万kW，节电率达2%~ 69%2000年开始又将榆社电厂的升压水泵（2<71014，6 1）、辛店电厂的升压水泵（2<310kW，6kV）淮阴电厂的凝结水泵（K430kW，6kV）德州电厂的吸风机（2<2000kW，6kV）鞍钢烧结厂的排烟风机（2<7600kW，10kV）等改用变频调速，预计节电效率均达30% ~69%此外，东北电网部分电厂也采用变频装置，如通辽电厂、长春二热的翻车机系统迁车平台；清河电厂、哈三厂、牡二厂、浑江电厂、长二热二道江电厂的消防水泵；阜新电厂、榆树川电厂、长春二热、二道江电厂的锅炉给粉机；铁岭电厂、通辽电厂、长春二热二道江电厂的锅炉给煤机等上述电厂在改造项目中采用变频装置，取得很好的经济效益3变频装置产品情况据悉，国内目前装设的变频装置95%以上从国外进口随着采用变频装置的日益多，国内生产变频装置的制造厂也加很多，主要是引进国外技术制造或组装，如华能公司的电力电子事业部有2家独资企业、3家合资企业从事变频调速装置的产品开发生产和组装工作南京大华电力变频器自动化有限公司生产的6kV高压变频器，在全国125~300MW电厂，如邹县、神头、洛河等30多个电厂的给煤机、给粉机牵引平台等都有采甩山东鲁能公司引进罗克韦尔技术制造的AB-1557中压变频装置在黄岛电厂进行工业试验，己经山东电力集团公司组织专家评审通过深圳华能电子有限公司生产的变频器己在茂名石化公司动力厂及大庆新华发电公司的3610kV电动机上使用。

　　变频装置国产化工作应大力加强，不久的将来国内可望能生产技术先进、运行可靠价格合理的产品，以满足国内对变频装置日益长的需要。

　　4变频调速技术发展趋势随着电力电子技术的迅速发展，国内外的科研、设计、制造单位都非常重视研究开发变频调速新技术和采用先进的元器件，促进变频装置的高性能化和大容量化，不断提高它的可靠性和先进性目前有以下几方面的发展前景功率变换器的高频低损耗化自关断化、模块化、高耐电压和大容量化控制技术数字化、矢量控制方式，PLC直接转矩控制反馈系统无传感器化的矢量控制操作系统程序化，与电厂DCS系统通信接口，达到电厂的统一管理。

　　变频装置对系统的谐波减少到*小，避免对系统的电磁干扰，采用多电平多重化等就地补偿措施硬件通用化，调试维护软件化，工作负荷参数模型化。

　　系统能根据工艺情况，很方便地调整各挡速度和加速度，保证转动机械的起动和制动的平稳、、快速，使机械操作更加灵活，响应更加快速5几点建议变频调速装置在电厂改造工程中越来越多地被采用，但新的工程设计中却较少采用，今后应以积极的态度广泛推广，将有更好的效益为此建议做好以下工作：充分认识采用变频调速技术的必要性与重要丨性变频调速节能效果显著，是*理想的、稳定性及可靠性*好的调速手段科研、设计、制造单位的领导和具体工作人员要齐心协力，加快步伐做积极宣传和推动工作加强科学研究工作，设计单位应积极配合，在工程设计中采用。从变频装置的原理判据、工艺要求、新材料新器件的采用等作切实工作，同时要制定有关规范和标准，使产品规范化，工程采用合法化推动国产化工作。现国内变频装置制造厂日见多，且多为引进国外技术元器件进口国内组装方式生产今后应逐步国产化，降低成本，全面推广采甩解决好电厂使用变频装置的几个主要问题电厂采用变频装置涉及工艺（机务、水工等专业）热控和电气专业工艺专业根据风机水泵的特点和要求，提出工艺方案；热控专业根据工艺系统要求，提出控制方案，DCS设计满足监视控制和保护要求；电气专业负责变频装置的选型、接线和布置的设计因变频装置有几块屏（柜）（有的有变压器），要尽可能布置在机械附近，故与主厂房布置有关。

　　取有效的抑制谐波的措施与厂用电设计配合，解决变频装置带来的备用电源快速切换等问题