Alta-Voltaga Inverter-Retrofitaĵoj en Elektrocentroj

1 Bazaj Strukturo kaj Funkciado de Alta-Voltaga Invertero

1.1 Modula Kompozicio

• Rektifikilo Modulo: Ĉi tiu modulo konvertas la enigitan alta-voltagan AC-on al DC. La rektifiksekcio ĉefe konsistas el tiristoj, diodoj, aŭ aliaj potencsemikondutoj por atingi la konverton de AC al DC. Plie, per regula unuo, povas esti realigita voltagoregulado kaj potenckompensado en certa amplekso.

• DC Filtra Modulo: La rektifikita DC estas pritraktata per filtra cirkvito por glatigi voltagfluksadojn, formante stabilan DC-buson. Ĉi tiu voltago ne nur provizas energian subtenon por la sekva inverterstadio sed ankaŭ ludas gravan rolon en la assekuro de staba elvoltago kaj dinamika respondo.

• Invertero Modulo: La filtrita DC estas denove konvertita al AC en la invertermodulo uzante potencsemikondutojn kiel IGBT kaj impulsuman larĝecon (PWM) teknologion. Per regado de la aktiva tempo kaj komutofrekvenco de la PWM-signalo, la invertero povas precize kontroli la amplitudon kaj frekvencojn de la eliga AC, kontentigante diversajn ŝarĝojn kiel motoroj, venililoj, kaj pompiloj. Ĉi tiu teknologio ebligas la inverteron provizi funkciojn kiel mola starto, senstara rapidsregulo, optimumaj funkciadoj, kaj energiesparo.

1.2 Funkciado

Alta-voltagaj inverteroj uzas kaskaditan multnivelan topologion, produktante eligan ondon kiun proksime similas sinuson. Ili povas rekte eligi alta-voltagan AC-on por movigi motorojn. Ĉi tiu konfiguro eliminas la bezonon de aldona filtro aŭ altegaj transformiloj kaj oferas la avantaĝon de malalta harmonika enhavo. La motorrapido $n$ kontentigas la jenan ekvacion:

Kie: $P$ estas la nombro de polparoj de la motoro; $f$ estas la operacifrekvenco de la motoro; $s$ estas la glitproporcio. Ĉar la glitproporcio estas tipe malgranda (ĝenerale en la amplekso de 0–0.05), regado de la nutradfrekvenco $f$ de la motoro ebligas la respondan reguladon de ĝia efektiva rapido $n$. La glitproporcio $s$ de la motoro pozitive korrelacias kun la ŝarĝintenseco—la pli alta la ŝarĝo, la pli granda la glitproporcio, rezultigante malkreskon de la efektiva rapido de la motoro.

1.3 Ĉefaj Faktoroj en Teknika Elektado

• Voltagokongruigo: Elektu taŭgajn kongruigoskeemojn kiel "Alta-Alta" aŭ "Alta-Baza-Alta" laŭ la nombravoltago de la motoro. Por motoroj kun potenco super 1,000 kW, estas rekomendata la "Alta-Alta" skeemo. Por motoroj sub 500 kW, la "Alta-Baza-Alta" skeemo povas esti prioritata.

• Harmonika Malpliiĝo: Harmonioj facile geneziĝas je la enigaj kaj eligaj terminaloj de alta-voltagaj inverteroj. Por malpliigi ilian efikon, multiplexaj teknikoj aŭ aldonaĵfiltroj povas esti uzitaj. Per prua konfigurado de filtroj, la harmonia distorso povas esti kontrolita ene de 5%, atingante efektivan harmonian supreson.

• Ambienta Adaptiĝo: Alta-voltagaj inverteroj postulas aerrefrezigajn aŭ akvorefrezigajn sistemojn por assekuri ke la interna temperaturo de la kontrolskrino restas sub 40°C. Dehumidigiloj kaj kondiĉigiloj estas tipike instalitaj je inverterlokaj. En specialaj areoj sen kondiĉigilo, komponentatemperaturklasoj devas esti konsideritaj dum dizajno, kaj la ventila kapablo de refrezigaj sistemoj devas esti pliigita por assekuri stabilan funkciadon.

2 Aplika Ekzemplo de Alta-Voltagaj Inverteroj en Energiacentroj

La energisistemo de energia centro kutime inkluzivas aparatojn de turbinogeneratoroj, ketloj, akvopurigiloj, karbonkondukoj, kaj desulfurigaj sistemoj. La turbinosekcio provizas potencon al akvopompiloj kaj cirkuligantaj akvopompiloj, la ketlosekcio provizas forpelventilojn (primaraj ventiloj), sekundarajn ventilojn, kaj induktitajn ventilojn, dum la karbonkondukosekcio operacias transportbendojn. Uzante alta-voltagajn inverterojn por variablarapida regado de ĉi tiuj aparatoj laŭ ŝarĝfluktuoj, povas esti reduktitaj la energokonsumo, helpa potenckonsumo, kaj plibonigita la operacia ekonomio.

Projekto de nikelo-ferproduktado en Morowali, Indonezio, situe sur Sumatra Insulo, komisionis ok 135 MW generatorunuoj inter 2019 kaj 2023. Por plu optimigi internajn operaciojn kaj redukti produktokostojn, teknikaj remetadoj engaĝantaj instaladon de alta-voltagaj inverteroj estis realigitaj inter 2023 kaj 2024 por la kondenzpompiloj de Unuoj 1, 2, 3, 4, kaj 7, same kiel la akvopompiloj de Unuoj 2 kaj 5.

2.1 Aparatstatro

La projekto uzas pirometalurgian nikelo-ferprocezon kun 25 produktiloj, equipitaj kun ok Dongfang Electric DG440/13.8-II1 cirkuligantaj fluidmezblitaj ketloj kaj ok 135 MW mezrevarmigaj kondenzsteamturbinogeneratoraroj. Ĉiu unuo estas konfigurita kun du fiksfrekvencaj kondenzpompiloj, du hidraulkupleregulitaj pompiloj, kaj ses hidraulkupleregulitaj ventiloj.

Akvopompiloj kaj ventiloj estas dezajnitaj kun redundanco, provizanta 10%–20% backupkapaciton. Unuoj 5 kaj 6 funkciadas en insulara modo kun ŝarĝproporcio proksimume 70%. Per optimigo de motorrapido laŭ efektivaj ŝarĝbezoj kaj inkorporado de regenerada frenbremsa energiretroaligo al la reto, neutila energokonsumo de ventiloj, pompiloj, kaj aliaj aparatoj estas reduktita, plu minimumigante sistemajn energiperdojn.

2.2 Remetadoskeemo

Laŭ la efektivaj aparatecaj funkciadoj, alta-voltagaj inverterremetadoj estis realigitaj por la akvopompiloj kaj kondenzpompiloj de la 135 MW generatorunuoj.

• Akvopompilo Remetado: Estis adoptita "Aŭtomata Unu-al-Unu" konfiguro, kie ĉiu akvopompilo estas equipita kun dediĉita alta-voltaga invertero, inkluzive de bypass-skriboteko por assekuri sisteman fidindon.

• Kondenzpompilo Remetado: Estis realigita "Unu-al-Du" konfiguro, kie du kondenzpompiloj kunhavigas unu alta-voltagan inverteron, balancante efikecon kaj kostefektivon.

Koncerne la lokan historian maksimuman temperaturan amplekson de 23–32°C, komponentoj estis elektitaj por operadi ĉe ambienta temperaturo de 40°C. Plie, la forpelventila dizajno de la inverteruskriboteko estis adaptita bazite sur ĉambrotemperaturo de 40°C por assekuri efektivan varmaldisiradon, eliminante la bezonon de dediĉita inverterĉambro aŭ kondiĉigilosistemoj.

2.3 Ekonomia Beneficovaluo

La totala investado por ĉi tiu remetadprojekto estis proksimume 6 milionoj RMB, inkluzive de 5 milionoj RMB por aparatoj, 400,000 RMB por konstruado, kaj 600,000 RMB por helpmaterialoj provizitaj de la kliento. Kalkuloj montras jaran energiesparan beneficon de 6.58 milionoj RMB, permesante la inversigon esti rekuperita en malpli ol unu jaro, sukcese atingante la atenditajn ekonomiajn celojn.

3 Konkludo

Kun la rapidaj progresoj de alta-voltaga inverterteknologio, ĝiaj apliko estas rapide vastigantaj en diversaj industrioj. En produktadsistemoj de energiacentroj, alta-voltaga inverterteknologio devus esti aktivigita. Prioritato devus esti donita al remetado de unuoj kun longa operacioperiodo aŭ tiuj kiuj urĝe bezonas aktualigon, ĉar tiaj mezuroj ofertas signifan ekonomian valoron kaj strategian gravecon.