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1、变频技术在电力企业的节能作用:单相交交变频电力 摘 要：变频器作为一个能源转换的节能设备，在工业生产、交通运输和日常生活中的应用越来越广泛。本文从原理、应用和前景等方面就变频技术对电力企业的节能作用进行了分析和对比。发觉变频技术对于电力企业的节能作用而言，不但有重大的现实意义，而且前景宽广。关键词：变频器，节能，电力企业，风机0. 序言变频调速技术是20世纪80年代末兴起的一个新型电力传动调速技术。它集电力、电子、微电子、自动控制和电机学等多个技术于一体，在国民经济各个领域有着广泛的应用。总的说来应用变频调速器的目标有个：一是满足机械设备的调速功效，并同时实现软开启、加速、减速、刹车、关机等，
2、在开启和关机中无电冲击和机械冲击；二是变频器调速范围大、调速精度高，在机械设备中应用它，可提升工程质量和产品质量；三是应用变频器，可依据负荷需求功率的大小，实时控制功率的输出，以达成电能的最大节约。本文将就变频器在电力生产的应用进行一下初步的探讨，仅供参考。1. 变频器的基础节能原理变频节能为了确保生产的可靠性，多种生产机械在设计配用动力驱动时，全部留有一定的富余量。若采取定速驱动，则电机不能在满负荷下运行，达成动力驱动要求以外的多出力矩，增加了功率的消耗，造成电能的浪费。中国很多电力企业中的风机和泵处于50%70%的运行效率，有的甚至仅有30%。所以在压力偏高时，可降低电机的运行速度，使其在
3、恒压的同时节省电能。当电机转速从N1变到N2时，其电机轴功率P的改变关系如公式所表示：由公式可知，降低电机转速可得到立方级的节能效果。动态调整节能快速适应负载变动，供给最大效率电压。变频调速器在软件上设有 5000次/秒的测控输出功效，一直保持电机的输出高效率运行。经过变频本身的V/F功效节电在确保电机输出力矩的情况下，可自动调整V/F曲线。降低电机的输出力矩，降低输入电流，达成节能状态。变频自带软开启节能在电机全压开启时，因为电机的开启力矩需要，要从电网吸收 7 倍的电机额定电流，而大的开启电流不仅浪费电力，对电网的电压波动损害也很大，增加了线损和变损。采取软开启后，开启电流可从零至电机额定
4、电流，降低了开启电流对电网的冲击，节省了电费，也降低了开启惯性对设备的大惯量的转速冲击，延长了设备的使用寿命。提升功率因数节能电动机由定子绕组和转子绕组经过电磁作用而产生力矩。绕组因为其感抗作用。对电网而言，阻抗特征呈感性，电机在运行时吸收大量的无功功率，造成功率因数很低。采取变频节能调速器后，因为其性能已变为：AC DC AC，在整流滤波后，负载特征发生了改变。变频调速器对电网的阻抗特征呈阻性，功率因数很高，降低了无功损耗。2 变频调速技术在风机、泵类应用中的节能分析应用概述：中国工业生产中风机和泵类分布面广，数量大，耗电量惊人。据统计，全国风机和泵类电动机装机总容量约35000MW，耗电量
5、相当于全国电力消耗总量的40%。据估量，提升风机和泵的运行效率的节能潜力可达300500亿KWh/a，相当于610个装机容量为1000MW的大型发电厂的年发电总量。在电力生产中，风机、泵类设备的应用范围也很广泛,其电能消耗和诸如阀门、挡板相关设备的节流损失和维护、维修费用占到生产成本的7%-25%，是一笔不小的生产费用开支。伴随经济改革的不停深入，市场竞争的不停加剧，节能降耗业已成为降低生产成本、提升产品质量的主要手段之一。而变频调速技术的发展，正是顺应了工业生产自动化发展的要求。一改一般电动机只能以定速方法运行的陈旧模式，使得电动机及其拖动负载在无须任何改动的情况下即能够根据生产要求调整转速
6、输出，从而降低电机功耗达成系统高效运行的目标。风机是发电厂的主要辅机，是高电压大电流的大功率设备，也是影响发电效率的主要步骤。关键用于锅炉燃烧系统、烘干系统、冷却系统、通风系统等场所，依据生产需要对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调整以适应工艺要求和运行工况。因为电厂风机大多采取高效离心式风机，最常见的控制手段则是调整风门和挡板开度的大小来调整受控对象。这么，不管生产的需求大小，风机全部要全速运转，而运行工况的改变则使得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了。在生产过程中，不但控制精度受到限制，而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。从而造成生产成本增加，设备使用寿命缩短，设备维护、维修费用
7、高居不下。泵类设备在电力生产领域一样有着宽广的应用空间，水循环系统、热交换系统均使用离心泵、轴流泵、齿轮泵、柱塞泵等设备。而且，依据不一样的生产需求往往采取调整阀、回流阀、截止阀等节流设备进行流量、压力、水位等信号的控制。这么，不但造成大量的能源浪费，管路、阀门等密封性能的破坏，还加速了泵腔、阀体的磨损和汽蚀，严重时损坏设备、影响生产、危及产品质量。因为风机、泵类设备多数采取异步电动机直接驱动的方法运行，存在开启电流大、机械冲击、电气保护特征差等缺点。不但影响设备使用寿命，而且当负载出现机械故障时不能瞬间动作保护设备，时常出现泵损坏同时电机也被烧毁的现象。多年来，出于节能的迫切需要和对产品质量
8、不停提升的要求，加之采取变频调速器易操作、免维护、控制精度高，并能够实现高功效化等特点。因此采取变频器驱动的方案开始逐步替代风门、挡板、阀门的控制方案。如公式所表示,变频调速技术的基础原理是依据电机转速和工作电源输入频率成正比的关系，而变频器正是经过改变电动机工作电源频率达成改变电机转速的目标。节能分析从流量控制的原理上讲，风机和水泵在结构上和工作原理上基础是相同的。全部是变负载运行方法，经过改变转速而达成节能的目标。由流体力学的基础定律可知：风机、泵类设备均属平方转矩负载，其转速n和流量Q，压力H，转矩T和轴功率P含有以下关系： ； ； 。即，流量和转速成正比，压力和转速的平方成正比，轴功率和转速的立方成正比。利用变频器实现调速节能运行，是变频器应用的一个最经典的例子，其中以风机和泵类机械设备的节能效果最为显著。风机经典的风量-压力特征图1所表示。通常调整风量和压力的方法有两种：
