Բարձր լարման ինվերտորների վերակառուցումը էլեկտրակայաններում

1 Բարձր լարման ինվերտորների հիմնական կառուցվածքը և գործանալիք մեխանիզմը

1.1 Մոդուլի կառուցվածքը

• Ուղղահայաց մոդուլ: Այս մոդուլը բարձր լարման AC էլեկտրաէներգիան փոխում է DC էլեկտրաէներգիայի: Ուղղահայաց բաժանը գլխավորապես կազմված է թիրիստորների, դիոդների կամ այլ էլեկտրաէներգետիկ սեմիկոնդուկտորային սարքերից ՝ AC-DC փոխակերպման համար: Ավելին, կառավարման միավորի միջոցով կարող է իրականացվել որոշ սահմաններում լարման կարգավորումը և էներգետիկ կոմպենսացիան:

• DC ֆիլտրային մոդուլ: Ուղղահայաց էլեկտրաէներգիան մշակվում է ֆիլտրային շղթայով ՝ լարման կանգառները հավասարեցնելու համար, ստեղծելով կայուն ուղղահայաց բասման լարում: Այս լարումը ոչ միայն ստեղծում է էներգետիկ աջակցություն հետագա ինվերտորային փուլի համար, այլև կարևոր դեր է խաղում ելքային լարման կայունության և դինամիկ պատասխանի համար:

• Ինվերտորային մոդուլ: Ֆիլտրացված ուղղահայաց էլեկտրաէներգիան վերադարձնում է AC էլեկտրաէներգիա IGBT-ների և պուլսային լայնության մոդուլյացիայի (PWM) տեխնոլոգիայի օգնությամբ ինվերտորային մոդուլում: PWM ազդանշանի աշխատանքային ցիկլի և կանգառների հաճախության կարգավորումը ինվերտորը կարող է ճշգրիտ կարգավորել ելքային AC էլեկտրաէներգիայի ամպլիտուդը և հաճախությունը, բավարարելով տարբեր բեռների, ինչպիսիք են ելանի հեծանի, վենտիլատորները և պոմպերը պահանջումները: Այս տեխնոլոգիան թույլ է տալիս ինվերտորին առաջարկել առանց անհարթ մեկնարկ, անմիջանման արագության կարգավորում, օպտիմալ աշխատանքային պայմաններ և էներգիայի կարճում ֆունկցիաները:

1.2 Գործանալիք մեխանիզմ

Բարձր լարման ինվերտորները օգտագործում են կարգավորված բազմամակարդակ տոպոլոգիա, ստեղծելով ելքային ալիք, որը մոտ է սինուսոիդային: Նրանք կարող են ուղղակիորեն ելքային բարձր լարման AC էլեկտրաէներգիա մոտի համար: Այս կառուցվածքը հեռացնում է լրացուցիչ ֆիլտրերի կամ լարման բարձրացնող տրանսֆորմատորների անհրաժեշտությունը և առաջացնում է ցածր հարմոնիկ պարունակություն: Ելանի հեծանի արագությունը $n$ բավարարում է հետևյալ հավասարմանը:

Որտեղ: $P$ ելանի հեծանի բևեռների զուգահեռ զույգերի քանակն է, $f$ ելանի հեծանի աշխատանքային հաճախությունն է, $s$ սլիպ գործակիցն է: Քանի որ սլիպ գործակիցը սովորաբար փոքր է (սովորաբար 0-0.05 միջակայքում), ելանի հեծանի համար առաջացնող հաճախության $f$ կարգավորումը թույլ է տալիս համապատասխան կարգավորել դրա իրական արագությունը $n$: Ելանի հեծանի սլիպ գործակիցը $s$ դրական կապ ունի բեռնի ինտենսիվության հետ ՝ ավելի բարձր բեռնի դեպքում ավելի մեծ սլիպ գործակից, որը առաջացնում է ելանի հեծանի իրական արագության կրճատում:

1.3 Տեխնիկական ընտրության կարևոր գործոններ

• Լարման համապատասխանություն: Ընտրեք համապատասխան համապատասխանության սխեման, ինչպիսիք են "Բարձր-Բարձր" կամ "Բարձր-志强继续翻译： 低-高"方案，根据电机的额定电压进行选择。对于功率超过1,000 kW的电机，建议使用“高-高”方案。对于低于500 kW的电机，可以优先考虑“高-低-高”方案。

• Հարմոնիկների հեղինակացում: Բարձր լարման ինվերտորների մուտքի և ելքի հոսանքներում հեշտությամբ առաջանում են հարմոնիկներ: Այդ ազդեցության կրճատման համար կարող են օգտագործվել բազմապատուհայ տեխնիկան կամ լրացուցիչ ֆիլտրեր: Ֆիլտրերի ճիշտ կազմակերպումը թույլ է տալիս հարմոնիկ դիստորցիան կառավարել 5% սահմաններում, հասնելով արդյունավետ հարմոնիկ սպասարկման միջոցների:

• .Environmental Adaptability: Բարձր լարման ինվերտորները պահանջում են օդային կամ ջրային հոստով համակարգեր ՝ պարամոն ապահովելու համար, որ կառավարման միավորի ներսում ջերմությունը մնա 40°C-ի ներքև: Ինվերտորների կայքերում սովորաբար տեղադրվում են հողային հեռացող սարքեր և օդային կոնդիցիոներ: Սպասարկման չունեցող հատուկ շրջաններում նախատեսված է սարքերի ջերմային դասակարգումը նախատեսել նախագծման ժամանակ, և հոստային համակարգերի վենտիլացիայի հնարավորությունը մեծացնել, որպեսզի ապահովվի կայուն աշխատանքը:

2 Բարձր լարման ինվերտորների կիրառության օրինակը էլեկտրակայաններում

Էլեկտրակայանի էլեկտրաէներգետիկ համակարգը սովորաբար ներառում է տուրբինային գեներատորների, հիմնական սարքերի, ջրի մշակման, անтраցիտի տեղափոխման և սուլֆուրացիայի համակարգերի iết bị. Phần bơm nước cấp và bơm tuần hoàn nước được cung cấp bởi phần tua-bin, phần lò hơi cung cấp quạt hút chính (quạt hút thứ nhất), quạt hút thứ hai và quạt hút thứ ba, trong khi phần vận chuyển than hoạt động băng tải. Bằng cách sử dụng bộ biến tần điện áp cao để điều khiển tốc độ của các thiết bị này dựa trên sự thay đổi tải, có thể giảm tiêu thụ năng lượng, giảm tiêu thụ phụ tải và cải thiện hiệu quả kinh tế.

Một dự án sản xuất niken-sắt ở Morowali, Indonesia, nằm trên đảo Sumatra, đã đưa vào hoạt động tám tổ máy phát điện 135 MW từ năm 2019 đến 2023. Để tối ưu hóa hoạt động nội bộ và giảm chi phí sản xuất, từ năm 2023 đến 2024, các cải tạo kỹ thuật bao gồm việc lắp đặt bộ biến tần điện áp cao đã được thực hiện cho các bơm ngưng tụ của Đơn vị 1, 2, 3, 4 và 7, cũng như các bơm nước cấp của Đơn vị 2 và 5.

2.1 Tình trạng thiết bị

Dự án sử dụng quy trình luyện kim niken-sắt với 25 dây chuyền sản xuất, được trang bị tám lò hơi tuần hoàn lưu chất Dongfang Electric DG440/13.8-II1 và tám tổ máy phát điện tua-bin hơi nước tái nhiệt trung gian 135 MW. Mỗi đơn vị được cấu hình với hai bơm ngưng tụ tần số cố định, hai bơm điều chỉnh bằng khớp nối thủy lực và sáu quạt điều chỉnh bằng khớp nối thủy lực.

Bơm nước cấp và quạt được thiết kế với khả năng dự phòng, cung cấp dung lượng dự phòng từ 10% đến 20%. Đơn vị 5 và 6 hoạt động ở chế độ hòn đảo với tỷ lệ tải khoảng 70%. Bằng cách tối ưu hóa tốc độ mô tơ để phù hợp với nhu cầu tải thực tế và tích hợp phản hồi năng lượng phanh tái sinh vào lưới, việc tiêu thụ năng lượng không cần thiết từ quạt, bơm và các thiết bị khác được giảm thiểu, giúp giảm thiểu thêm tổn thất năng lượng hệ thống.

2.2 Phương án cải tạo

Dựa trên tình trạng hoạt động thực tế của thiết bị, các cải tạo bộ biến tần điện áp cao đã được thực hiện cho bơm nước cấp và bơm ngưng tụ của các tổ máy phát điện 135 MW.

• Cải tạo bơm nước cấp: Cấu hình "Tự động một-một" được áp dụng, trong đó mỗi bơm nước cấp được trang bị một bộ biến tần điện áp cao riêng biệt, bao gồm tủ bypass để đảm bảo độ tin cậy của hệ thống.

• Cải tạo bơm ngưng tụ: Cấu hình "một-hai" được triển khai, trong đó hai bơm ngưng tụ chia sẻ một bộ biến tần điện áp cao, cân nhắc giữa hiệu suất và tính kinh tế.

Xem xét phạm vi nhiệt độ tối đa lịch sử địa phương từ 23-32°C, các thành phần được chọn để hoạt động ở nhiệt độ môi trường 40°C. Ngoài ra, thiết kế thông gió ép của tủ biến tần được điều chỉnh dựa trên nhiệt độ phòng 40°C để đảm bảo tản nhiệt hiệu quả, loại bỏ nhu cầu về phòng biến tần chuyên dụng hoặc hệ thống điều hòa không khí.

2.3 Đánh giá lợi ích kinh tế

Tổng đầu tư cho dự án cải tạo này là khoảng 6 triệu RMB, bao gồm 5 triệu RMB cho thiết bị, 400.000 RMB cho xây dựng và 600.000 RMB cho vật liệu phụ trợ do khách hàng cung cấp. Các tính toán cho thấy lợi ích tiết kiệm năng lượng hàng năm là 6,58 triệu RMB, cho phép thu hồi vốn trong chưa đầy một năm, thành công đạt được mục tiêu kinh tế mong đợi.

3 Kết luận

Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ biến tần điện áp cao, ứng dụng của nó đã mở rộng nhanh chóng trong nhiều ngành công nghiệp. Trong hệ thống sản xuất của các nhà máy điện, công nghệ biến tần điện áp cao nên được thúc đẩy mạnh mẽ. Nên ưu tiên cải tạo các đơn vị có thời gian hoạt động dài hoặc cần nâng cấp gấp, vì các biện pháp này mang lại giá trị kinh tế và chiến lược đáng kể.

2 Բարձր լարման ինվերտորների կիրառությունը էլեկտրակայաններում

Էլեկտրակայանի էլեկտրաէներգետիկ համակարգը սովորաբար ներառում է տուրբինային գեներատորների, հիմնական սարքերի, ջրի մշակման, անтраցիտի տեղափոխման և սուլֆուրացիայի համակարգերի սարքեր: Տուրբինային բաժինը սունդ է սնդ ու շրջանառ ջրի բոմպերին, բոյլերային բաժինը սունդ է հիմնական հովազման վենտիլատորների (հիմնական վենտիլատորների), երկրորդ վենտիլատորների և երրորդ վենտիլատորների, իսկ անтраցիտի տեղափոխման բաժինը գործում է բելտ տեղափոխիչներ: Բարձր լարման ինվերտորների օգնությամբ այս սարքերի արագության կարգավորումը բեռնի փոփոխությունների համար կարող է նվազեցնել էներգիայի ծախսը, նվազեցնել առաջացող էլեկտրաէներգիայի ծախսը և բարելավել գործարանի էկոնոմիկ էֆեկտիվությունը:

Ինդոնեզիայի Մորովալի նիկել-սանդայի արտադրական ծրագիրը, որը գտնվում է Սումատրա կղզում, 2019-2023 թվականների ընթացքում ներկայացրել է ութ 135 MW գեներատորային միավոր: Արտադրության ներքին գործընթացները հետազոտելու և նվազեցնելու արտադրական ծախսերը, 2023-2024 թվականների ընթացքում հաստատել են տեխնիկական վերանորոգումներ, որոնց շրջանակում ներկայացվել են բարձր լարման ինվերտորներ 1, 2, 3, 4 և 7 միավորների ներսի բոմպերի և 2 և 5 միավորների սնդ բոմպերի համար:

2.1 Սարքավորումը կարգավորված է

Արտադրական ծրագիրը օգտագործում է նիկել-սանդայի պիրոմետալլուրգիական տեխնոլոգիա 25 արտադրական գծերով, որոնց համար ներկայացված են ութ Դոնգֆանգ Էլեկտրոն DG440/13.8-II1 շրջանառ հոսանքային բոյլեր և ութ 135 MW միջանդամ վերանորոգված կոնդենսացիոն տուրբինային գեներատորային միավոր: Յուրաքանչյուր միավոր կազմակերպված է երկու ֆիքսված հաճախությամբ ներսի բոմպեր, երկու հիդրավլիկ կուպլերային կարգավորված բոմպեր և վեց հիդրավլիկ կուպլերային կարգավորված վենտիլատորներ:

Սնդ բոմպերն ու վենտիլատորները պատրաստված են ռեզերվա կարգավորումնե