Güç məntəqələrində yüksək qəbuledici inversiya cihazlarının yenilənməsi

1 Yüksək Şarjlı İnverterlərin Əsas Strukturu və İşləmə Mekanizmi

1.1 Modul Təşkilatı

• Düzəldici Modul: Bu modul daxil edilən yüksək şarjlı AC enerjiyi DC enerjiyə çevrilir. Düzəldicinin əsas hissəsi tiristordan, dioddan və ya başqa güc yarı-məhdud cihazlarından ibarətdir ki, bu da AC-dən DC-yə çevirilməsinin həyata keçirilməsini təmin edir. Əlavə olaraq, idarəetmə birimindən istifadə edərək, belə bir aralıqdakı voltaj nisbiyyətini və gücü kompensasiya etmək mümkün olur.

• DC Filtirləmə Modulu: Düzəldilmiş DC enerji filtrləmə qabiliyyəti ilə işlədilir ki, voltaj dalgalanmalarını yumşaldır, sabit bir DC avtomobil voltajı yaratır. Bu voltaj, sonrakı inverter evrində enerji dəstəyi kimi fəaliyyət göstərir və həm də çıxış voltajının sabit qalmasını və dinamik cavab verme qabiliyyətinin əhəmiyyətli rolunu oynayır.

• Inverter Modul: Filtrlənmiş DC enerji, IGBT və impuls genişlik modulyasiya (PWM) texnologiyası kimi güc yarı-məhdud cihazlarından istifadə edərək yenidən AC enerjiyə çevrilir. PWM signalının dolgu faktorunu və keçidi dəyişdirərək, inverter çıxış AC enerjinin amplitudunu və tezliyini dəqiqləşdirə bilər, motorlar, ventilatorlar, pompalar kimi müxtəlif yük tələblərini ödəyir. Bu texnologiyanın köməyiylə, inverter yumşaq başladıq, sərbəst sürət idarəetməsi, optimallaşdırılmış işləmə şərtləri və enerji saxlama funksiyalarını təmin edə bilər.

1.2 İşləmə Mekanizmi

Yüksək şarjlı inverterlər kaskadlı çox səviyyəli topolojiya əsasında işləyir, sinusoidal xəttə yaxın bir çıxış formu yaratır. Onlar doğrudan yüksək şarjlı AC enerji yaymaq və motorları sürətmək üçün istifadə edilə bilər. Bu konfiqurasiya ekstra filtrlər və ya artım transformatorlarının ehtiyacını ortadan qaldırır və harmonik məzmunun aşağı olması imkanı təqdim edir. Motor sürəti $n$ aşağıdakı tənliyi ödəyir:

Burada: $P$ motordan pol cüt sayıdır; $f$ motorun işləmə tezliyidir; $s$ kayma nisbətidir. Kayma nisbəti adətən kiçikdir (adətən 0–0,05 aralığında), ona görə də motorun təminat tezliyini $f$ dəyişdirərək onun faktiki sürətini $n$ uyğun şəkildə idarə edə bilərsiniz. Motorun kayma nisbəti $s$ yüklənin şiddəti ilə müsbət korrelyasiya qoymuşdur – yüklənən neçəsə, o qədər böyük olur, bu da motorun faktiki sürətinin azalmasına səbəb olur.

1.3 Texniki Seçimin Aşkar Eden Mühim Faktorları

• Voltaj Uyğunluğu: Motorun nominal voltaja əsasən "Yüksək-Yüksək" və ya "Yüksək-Düşük-Yüksək" kimi uyğun uyğunlaşdırma variantlarını seçin. Gücü 1.000 kW-dan çox olan motorlar üçün "Yüksək-Yüksək" variantı tövsiyə olunur. 500 kW-dan aşağı olan motorlar üçün "Yüksək-Düşük-Yüksək" variantı öncəlilik verilə bilər.

• Harmonik Azaltma: Yüksək şarjlı inverterlərin daxil və çıxış terminalində asanlıqla harmonik yaranır. Onların təsirini azaltmaq üçün çoxlu texnologiyalar və ya əlavə filtrlərdən istifadə edilə bilər. Filtrləri düzgün quraşdırmaqla, harmonik deformatsiya 5%-dən aşağı saxlanıla bilər, effektiv harmonik azaltma həyata keçirilir.

• Mühit Uyğunluğu: Yüksək şarjlı inverterlər hava soğutma və ya su soğutma sistemlərinə ehtiyac duyarlar ki, idarə panelinin daxili temperaturu 40°C-dən aşağı qalsın. İnverter yerlərində genelliklə nem almaq və kondisioner cihazları qurulur. Kondisioner yoxdur olan xüsusi sahələrdə, dizayn zamanı komponentlərin temperatur reytinqi nəzərə alınmalıdır və soğutma sistemlərinin hava akımı qabiliyyəti artırılmalıdır ki, istikrarlı işləmə təmin edilsin.

2 Yüksək Şarjlı İnverterlərin Elektroistasyonlarda İstifadə Misalı

Elektroistasyonun enerji sistemi adətən turbin jeneratöründən, qazma, su təmizləmə, kömür çatdırılması və sülfür qazlarının aradan qaldırılması sistemlərinə qədər bir çox təchizatı içərə bilər. Turbin hissəsi su pompalarına və dövrəvi su pompalarına enerji təmin edir, qazma hissəsi zorlu ürtüdücülər (birinci ürtüdücülər), ikinci ürtüdücülər və indüktiv ürtüdücülər təmin edir, kömür çatdırma hissəsi lenta konveyerləri işlədir. Yüksək şarjlı inverterlərdən istifadə edərək, bu cihazların sürətini yükləyə görə dəyişdirərək, enerji sarflaması azalır, köməkçi enerji sarflaması endirilir və iqtisadiyyat çalışması gücləndirilir.

Endoneziyanın Sumatra adasında yerləşən Morowali şəhərindəki nikel-demir istehsal proqramı 2019-2023-cü illərdə əvvəlki 8 dən 135 MW jeneratör birliyi təsis edildi. Daha da optimalaşdırmaq və istehsal maliyyətlərini azaltmaq üçün, 2023-2024-cü illərdə 1, 2, 3, 4 və 7-ci birliklərin kondensat pompaları və 2 və 5-ci birliklərin su pompaları üçün yüksək şarjlı inverterlərin quraşdırılması texniki yeniləmələr tətbiq edildi.

2.1 Təchizat Vəziyyəti

Proqramda 25 istehsal xətti var, 8 Dongfang Electric DG440/13.8-II1 dövrəvi fluidize yataq qazmalardan və 8 135 MW ara qızdırma kondensator buhar turbin jeneratör setlərindən istifadə edilir. Hər bir birlik 2 sabit tezlikli kondensat pompası, 2 hidravlika qovşaqlanmış pompası və 6 hidravlika qovşaqlanmış ürtüdücüsü ilə təchiz edilir.

Su pompaları və ürtüdücülər 10%–20% rezerv kapasite ilə təchiz edilir. 5 və 6-ci birlik adətən 70% yük nisbəti ilə adətən ada rejimində işləyir. Motor sürətini faktiki yük tələblərinə uyğunlaşdırmaq və regenerativ frenləmə enerjisini şəbəkəyə geri qaytararaq, ürtüdücülər, pompalar və digər təchizatlardan gələn ləğv edilə bilən enerji sarflaması azalır, bu da sistemdəki enerji zərərini daha da azaldır.

2.2 Yeniləmə Planı

Təchizatın faktiki işləmə vəziyyətinə əsasən, 135 MW jeneratör birliklərinin su pompaları və kondensat pompaları üçün yüksək şarjlı inverter yeniləmələri həyata keçirildi.

• Su Pompa Yeniləməsi: Hər bir su pompa üçün "Avtomatik Biri-Biri" konfiqurasiyası tətbiq edildi, hər bir su pompa özü üçün xüsusi bir yüksək şarjlı inverter, eyni zamanda sistem təhlükəsizliyini təmin edən bir yan yol qabığı ilə təchiz edildi.

• Kondensat Pompa Yeniləməsi: "Biri-Iki" konfiqurasiyası tətbiq edildi, burada iki kondensat pompa bir yüksək şarjlı inverteri paylaşmaqda, effektivlik və maliyyət arasındakı balans təmin edildi.

Yerli tarixi maksimum temperatur aralığı 23–32°C olduğu nəzərə alınıb, komponentlər 40°C hava temperaturasında işləmək üçün seçildi. Əlavə olaraq, inverter qutusu 40°C otaq temperaturasına əsasən məcburi çıxış dizaynı tənzimləndi, bu da effektiv istilik tərəqqi təmin etdi, ayrı bir inverter otağı və ya kondisioner sistemlərinə ehtiyac olmadı.

2.3 İqtisadi Fayda Qiymətləndirməsi

Bu yeniləmə layihəsinin umumi investisiya siyahısı təxminən 6 milyon RMB idi, buna 5 milyon RMB təchizat, 400.000 RMB tikinti və müştərinin təmin etdiyi 600.000 RMB köməkçi material daxildi. Hesablamalar göstərir ki, illik enerjiyə qənaət faydası 6,58 milyon RMB-dir, investisiyanın bir ildən az muddət ərzində geri qaytarılması mümkündür, gözlənilən iqtisadi hədəflər uğurla həyata keçirildi.

3 Nəticə

Yüksək şarjlı inverter texnologiyasının çevik inkişafı ilə, onun tətbiq sahələri müxtəlif sənayelərdə tez-tez genişlənir. Elektroistasyon istehsal sistemlərində, yüksək şarjlı inverter texnologiyasının aktiv şəkildə təbliğ edilməsi lazımdır. Uzun muddət işləyən və ya təkmilləşdirməyə acil ehtiyacı olan birliklərin təkmilləşdirilməsinə üstünlük verilməlidir, bu tədbirlər ciddi iqtisadi dəyər və strateji önəmlə malikdir.