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大容量中压变频调速装置在英那河水源泵站中的(2)

2013-08-21 01:08 2.4 abb公司采用igct的三电平大容量变频器(acs1000)
igct(integrated gate commutated thyristor)是90年代在晶体管技术的基础上结合了gto和igbt技术开发的大功率新型器件，与igbt相比，它开关快速，开通能力强、存储时间短、开关导电损耗较低。为减小引线电感，其管芯必须与门驱动电路集成安装、整体更换。igct由于其导通压降低，损耗低，比igbt更适合于高电压、大容量使用。目前使用的igct元件电压等级最大做到4.5kv，接线原理与siemens的高压igbt三电平大容量变频器(simovert mv)基本相同，只是采用的元件不同，不需要元件串、并联。igct器件耐压等级提高以后，它将是构成大功率和超大功率高压变频器的优选功率器件。
主要技术特点为:输入侧设置变频传动变压器，三卷变压器二次侧分别采用y、δ接法，等效12脉冲整流使得电源输入侧谐波大为降低。变频传动变压器与变频器柜是分体的，功率元件是hv-igct，输出频率范围是0~150hz，逆变器采用三电平pwm控制。采用了dtc-直接转矩控制专利技术，直接转矩控制(dtc)是交流传动中最佳的电动机控制方法，可以对电动机所有的关键变量进行直接控制。

 

表1

不足之处:igct元件需要的触发电路要比igbt元件所需要的触发电路复杂、触发功率大。当适配电机功率超过1800kw时，变频装置需要采用水冷，整套设备占地面积比较大。因对冷却循环水的水质有要求，要加一套净化水设备。实际上，运行人员更习惯于用风冷，也更喜欢用风冷。由于igct器件耐压的限制，某些型号的三电平变频器至今尚无输出电压6000伏规格的产品。
表1为4家中压大容量变频装置特性比较。

 

3  结论
综合各方面因素，经过招标，最后采用的是siemens变频装置(6se8033-1ca01)和配套电机(1rq4562-6jv40)。 （转载自中国科教评价网www.nseac.com ）
此规格变频器在欧洲已有应用，在国内水行业中还是头次应用，取得了一些经验。
(1)该工程于2000年10月开始设计，2001年7月一次通水成功，现已运行将近2年时间。通过这段时间的运行看，该泵站运行安全稳定，节能效果显著。根据最典型的应用工况，一期各方案经济比较见表2。

从表2分析结果知，b方案为最优方案，即2台调速泵方案最优。其次方案为a方案，即一台调速与一台恒速泵并联方案。虽然a方案的设备投资比b方案少425万元，但a方案比b方案一年的运行费用多108.84万元，这样b方案3.9年所省的运行费，即可抵消掉其设备所增加的投资，即静态回收期为3.9年。
从表2还可看出全调方案与阀调节方案的比较其节能效果:水位控制变频调速技术为泵站一年省电费378.25万元(一期工程), 静态回收期为2.25年。(注:上述的计算只是针对水库多年平均水位，电费按0.50元/度计算)
通过几年来的运行表明，在大型地表水厂的送水泵房中采用大功率变频器(水行业中最大单机容量2800 kw)，虽然一次性投资较大，但是长期运行节能效果非常明显，特别是在较大产水量的情况下，节能效果更加明显，值得推广。
(2) 通过这段时间的运行看，其不足之处有以下几点:
a) 变频装置的进线断路器要具有失压脱扣功能。
当控制电源没有时，不论高压工作电源是否故障，都要跳开进线断路器，使变频装置断开工作电源。此时，当变频装置恰巧发生故障时的跳闸，对变频装置起到了保护的作用。而当变频装置无故障时的跳闸，易额外产生水锤效应，水锤效应具有极大的破坏性:压强过高处，将引起管子的破裂;反之，压强过低处又会导致管子的瘪塌，对供水管线产生危害。此外，水锤效应也可能损坏阀门和固定件，对泵站厂房产生危害，易淹泵房。如何解决这个问题并获得认可，值得研究。 （转载自科教范文网http://fw.nseac.com）
b) 大容量的变频装置的发热是个不能轻视的问题。
从目前使用来看，发热比较厉害，尤其夏季环境温度比较高的时候。对变频装置采取了强排风措施,但排风扇产生的噪声比较大，相应的要采取隔音措施。如何解决大功率高压变频器发热和噪声，将是变频器生产厂家迫切解决的问题。

参考文献
[1] 水泵变频调速的节电量计算及系统设计[m]. 科学出版社,1998.
[2] 白勇. 风机、泵类变频调速节能原理及大容量变频技术应用[j]. 变频器世界,2000,(7).

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