風機泵類高壓輔機采用變頻調速技術實現(xiàn)節(jié)能運行是我國節(jié)能的一項重點推廣技術。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)引風機、送風機、一次風機、排風機、給水泵、凝泵等風機泵類設備上投入運行，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)濟效益帶來不利影響。為此，把相關問題提出來進行探討，希望對高壓變頻器節(jié)能技術的經(jīng)濟、安全、成熟、標準化應用起到積極的作用。

二、經(jīng)濟性、安全性分析

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

高壓變頻器節(jié)能應用的經(jīng)濟性分析，應根據(jù)企業(yè)實際情況進行科學的、量化的、綜合的分析，防止出現(xiàn)簡單的統(tǒng)計就得出節(jié)能效果很好，很快回收投資甚至產(chǎn)生很大經(jīng)濟效益的結論。其實，變頻器本身并不是一個節(jié)能設備，相反，它是一個耗能設備（設計值5%左右）。變頻器是一個方便而精準的調速設備，在風機與泵類輔機的調節(jié)上，它的節(jié)能量較大，但靜調風機的靜葉全開，節(jié)能效果就未必最好。有人反駁說，即使?jié)M負荷時工頻運行的電機供電電流也比同工況同容量電機變頻運行的供電電流大許多。這主要是因為選擇的電機額定容量大于實際需求的電機功率。

高壓變頻器的應用，尤其是變頻改造項目，在項目策劃時要進行嚴格的安全性評估，對同類型風機或泵類輔機在其他火電廠的應用情況進行收資，了解變頻器運行是否發(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備異常，掌握變頻器設計、安裝、調試及投運考慮的安全問題，需要進行哪些試驗，以及日常維護應該怎么做等等。最好，請有資質和能力的科研單位進行相應項目測試及出具評審報告。

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

三、設備選型與國產(chǎn)品牌的發(fā)展

了解國產(chǎn)、國際高壓變頻器品牌、產(chǎn)品、技術現(xiàn)狀，滿足安全、技術要求的前提下，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_、山東風光、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口變頻器相媲美，但變頻器中使用的功率半導體、驅動電路、電解電容等關鍵器件完全依賴進口，而且在未來相當長時間內(nèi)狀況不容易改變。在自動化產(chǎn)品結構上相對比較單一，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)品的品牌關聯(lián)效應，這種關聯(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量、超大功率產(chǎn)品上優(yōu)勢比較大，也應該看到國產(chǎn)品牌通過技術自主化研究與應用，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)品牌在設備異常分析、故障處理、備品備件采購、技術培訓等方面的方便快捷也是應該考慮的因素。決策層的思維不能停留在選擇國際大品牌高端產(chǎn)品就不會負什么責任的行為上。

四、繼電保護配置方案探討

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配置基本一致，按照《DLT994-2006火電廠風機水泵用高壓變頻器》系統(tǒng)集成和技術要求，主要有輸入瞬態(tài)過電壓保護、輸入工頻過電壓保護、欠電壓保護、輸入過電流保護、輸出瞬態(tài)過電壓保護、輸出過電壓保護、輸出過電流保護、輸出短路保護、輸出電壓三相不平衡保護、輸出電流三相不平衡保護、變壓器超溫保護、冷卻系統(tǒng)故障保護，以及控制系統(tǒng)故障保護等。

從用戶的角度出發(fā)，希望電力科研設計單位、相關院校及設備廠家能重視高壓變頻器+電動機系統(tǒng)繼電保護配置問題，在以下兩個方案中給出明確的結論：一是開關柜綜合保護只作為高壓電纜的主保護及變頻器和電動機的后備保護，變壓器和電動機由變頻器自帶保護實現(xiàn)主保護功能，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行自適應”保護裝置，保護裝置能自動跟蹤變頻器兩側電源幅值、頻率、相角變化并自動平衡補償，經(jīng)模擬運算把不同電源還原為理論相同電源，從而采用差動保護；保護范圍涵蓋從開關柜到電動機、包括變頻器、隔離變壓器及變頻器兩側電纜等電動機的全回路；工頻變頻運行無需切換完全自適應。

五、共振、扭振損壞設備如何避免

變頻調速應用后，電動機和負載的運行頻率不再固定為工頻50HZ，可以是從0~50HZ的任意一點，電動機輸入電流是變頻器輸出的包含高次諧波分量的綜合電流。電動機及負載軸系、葉片共振，軸系扭振損壞設備的現(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

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