Retrofit tal-Inverter ta'alta Tensjoni fil-Ħalijiet tal-Elettricità

1 Struttura Basika u Meċaniku ta' Operazzjoni tal-Inverters ta'alta Voltà

1.1 Komposizzjoni tal-Modul

• Modulu tal-Rettificazzjoni: Dan il-modul jikkonverthi l-enerġija elektrika ta' alta voltà ta' input minn AC għal DC. Il-sezzjoni tal-rettifikazzjoni tkonsisti b'mod prinċipali mill-thyristors, diodes, jew oħra dispositivi semikonduċturi ta' potenza biex isseħħ il-konverżjoni minn AC għal DC. Tista' tinqasam ukoll fl-regolazzjoni tal-voltà u l-kompensazzjoni tal-potenza f'dawn il-limiti permezz ta' unità tal-kontroll.

• Modulu tal-Filtru DC: Il-potenza DC rettifikata tiġi elaborata permezz ta' ċirkuwit ta' filtru sabiex tappiana l-fluttwazzjonijiet tal-voltà, formand voltà stabil tal-bus DC. Din il-voltà tafforżi s-suppport energetiku għall-faża tal-inverter li jmiss, u ssir importanti wkoll biex tagħmel l-output tal-voltà stabil u bi kapabbiltà ta' risposta dinamika.

• Modulu tal-Inverter: Il-potenza DC filtrata tiġi konvertita mill-inverter permezz ta' dispositivi semikonduċturi ta' potenza kif IGBTs u teknoloġija ta' modulazzjoni tal-amplitudine (PWM). Bi rregolazzjoni tal-ciclu ta' doveri u tal-frekwenza tas-switching tal-segnal PWM, l-inverter jista' jikkontrolla preċiżament l-amplitudine u tfrekwenza tal-potenza AC tal-output, biex isoddisfa rikjestedi diversi ta' carichi kif imoturi, ventilaturi, u pompi. Teknoloġija dan tgħallim l-inverter biex jafforżi funzjonijiet kif l-avviż bl-soft, kontrollo tal-veloċità bla gradazzjoni, kondizioni optimiti tal-operazzjoni, u ekonomija tal-enerġija.

1.2 Meċaniku ta' Operazzjoni

L-inverters ta' alta voltà jagħmlu użu minn topoloġija multilivell miftuħa, li tipproduru waveform tal-output li japprossimu ħafna sinewave. Huma jistgħu jiġu direttament outputta l-enerġija AC ta' alta voltà biex iddrijġu l-imoturi. Din il-konfigurazzjoni tneħħi l-bisogna ta' filtri addizzjonali jew transformers ta' step-up, u toffru l-avvantġġju ta' miġbor mhux tant. Il-veloċità tal-motor $n$ tissodisfa l-equazzjoni seguenta:

Fejn: $P$ huwa in-numru ta' coppji ta' poli tal-motor; $f$ huwa tfrekwenza tal-operazzjoni tal-motor; $s$ huwa ir-rapport tal-slipp. Minħabba li r-rapport tal-slipp tipikalment huwa żgħir (solitament fit-tqassim bejn 0–0.05), bil-adjustment tal-frekwenza tal-fornitura tal-motor $f$ tista' timmaqsad il-regolazzjoni korrispondenti tal-veloċità verament $n$. Ir-rapport tal-slipp tal-motor $s$ huwa positivament korrelat mal-intensità tal-carico—l-iżjaġħar il-carico, iżjaġħar il-rapport tal-slipp, b'dan il-proċediment jkun xejn l-veloċità verament tal-motor.

1.3 Fatturi Klièji fil-Selezzjoni Teknika

• Kompatibilità tal-Voltà: Agħfas skemi ta' matching adekvati kif "High-High" jew "High-Low-High" b'base għal voltà nominale tal-motor. Għal motors ma' potenza ikbar minn 1,000 kW, se jinfetaħ skema "High-High". Għal motors ta' 500 kW u inqas, skema "High-Low-High" se jkun prioritari.

• Mitigazzjoni tal-Armoniki: L-armoniki jistgħu jiġu ġenerati wisq fis-terminali tal-input u tal-output tal-inverters ta' alta voltà. Biex injemmu l-impatt tagħhom, jistgħu jiġu impiegati tekniki ta' multiplexing jew filtri addizzjonali. Bil-konfigurazzjoni propja tal-filtri, l-distorzjoni armonika tista' tkun kontrollata fit-tqassim ta' 5%, raggiungendo l-suppressjoni efettiva tal-armoniki.

• Adattabilità Ambjentali: L-inverters ta' alta voltà għandhom sistemi ta' raffreddament tal-ħawa jew tal-ilma biex isseħħu li l-temperatura interna tal-kabinet tal-kontroll tibqa' taħt 40°C. Normalment, dehumidifiers u sistemi ta' klimatizzazzjoni huma installati fis-siti tal-inverter. Fl-arej speċjali mingħajr klimatizzazzjoni, il-rating tal-temperatura tal-komponenti għandu jiġiważa fid-disinn, u l-capacità tal-ventilazzjoni tas-sistemi ta' raffreddament għandha tkun ziddiet biex isseħħu l-operazzjoni stabili.

2 Eżempju ta' Aplikazzjoni tal-Inverters ta' Alta Voltà fi Stazzjonijiet tal-Elettricità

Is-sistema tal-elettricità tal-stazzjoni solitament inkluxi apparatġġ mill-generaturi tal-turbina, furni, trattament tal-ħal, trasport tal-ħal, u sistemi ta' desulfurizzazzjoni. Is-sessjoni tal-turbina tafforżi l-enerġija għal water pumps u circulating water pumps, is-sessjoni tal-furni tafforżi forced draft fans (primary fans), secondary fans, u induced draft fans, mentri s-sessjoni tal-trasport tal-ħal operati belt conveyors. B'utillizzazzjoni tal-inverters ta' alta voltà għal kontrollo tal-veloċità variabili ta' dawn l-apparatġġ bażi varjazzjonijiet tal-carico, tista' tintieles l-utillizzazzjoni tal-enerġija, inqas l-utillizzazzjuni ausiliarji, u tammeljora l-ekonomija tal-operazzjoni.

Proġett ta' produzzjoni tal-nikel-ferru f'Morowali, Indoneżja, sitwat fuq is-silġ ta' Sumatra, kommissjonaw otto generator units ta' 135 MW bejn 2019 u 2023. Biex iżvilupaw aktar l-operazzjonijiet interni u nqasaw l-kostijiet ta' produzzjoni, retrofits teknici involvanti l-installazzjoni tal-inverters ta' alta voltà kienu implementati bejn 2023 u 2024 għal condensate pumps ta' Units 1, 2, 3, 4, u 7, kif ukoll għal feedwater pumps ta' Units 2 u 5.

2.1 Status tal-Apparatġġ

Il-proġett jimpiegja proċess pyrometalurgiku tal-nikel-ferru b'25 linji ta' produzzjoni, ekkwippati b'otto Dongfang Electric DG440/13.8-II1 circulating fluidized bed boilers u otto 135 MW intermediate reheat condensing steam turbine generator sets. Kull unit huwa konfigurat b'due fixed-frequency condensate pumps, due hydraulic coupler-regulated pumps, u sis hydraulic coupler-regulated fans.

Il-feedwater pumps u fans huma disegnati b'redundanza, provvedendu 10%–20% backup capacity. Units 5 u 6 operaw f'moda island b'rate ta' carico ta' approssimatament 70%. B'ottimizzazzjoni tal-veloċità tal-motor biex tmassbaxx il-domandi reali tal-carico u b'inkorporazzjoni tal-feedback tal-enerġija tal-braking regenerative għal grid, it-tieles utillizzazzjoni tal-enerġija neċessarja minn fans, pumps, u aparatu oħra jiġi ridotta, minni tnejn l-ħsara tal-enerġija tas-sistema.

2.2 Skema ta' Retrofit

B'base għal kundizzjonijiet operattivi reali tal-apparatġġ, retrofits ta' inverters ta' alta voltà kienu implementati għal feedwater u condensate pumps ta' setts ta' 135 MW.

• Retrofit tal-Feedwater Pump: Konfigurazzjoni ta' "Automatic One-to-One" kienu adottati, fejn kull feedwater pump hija ekkwippata b'inverter ta' alta voltà dedikat, inkluż bypass cabinet biex isseħħu l-affidabilità tas-sistema.

• Retrofit tal-Condensate Pump: Konfigurazzjoni ta' "One-to-Two" kienu implementati, fejn żewġ condensate pumps jagħmlu użu minn inverter ta' alta voltà waħda, bilanċjar l-effiċjenza u l-kost effettiv.

F'konsegwenza tal-range ta' temperatura massima storika tal-lokalità ta' 23–32°C, il-komponenti kienu selezzjonati biex joperaw fuq temperatura ambient 40°C. F'dan il-kontest, id-dizajn tal-forced exhaust tal-kabinet tal-inverter kienu modifikati b'base għal temperatura ta' stanza ta' 40°C biex isseħħu l-dissipazzjoni tal-ħal ta' mod effettiv, eliminando l-bisogna ta' qasam dedikat tal-inverter jew sistemi ta' klimatizzazzjoni.

2.3 Evalwazzjoni tal-Benefiċċ Ekonomiku

It-total investiment għal din il-proġett ta' retrofit kienu approssimatament 6 miljun RMB, inkluż 5 miljun RMB għal l-apparatġġ, 400,000 RMB għal il-konstruzzjoni, u 600,000 RMB għal materiali ausiliarji provveduti mill-klijent. Il-kalkoli indikaw benefiċċ ta' risparmju tal-enerġija ta' 6.58 miljun RMB fis-sena, permeta l-investiment jkun mrubba f'less ta' sena waħda, rreġistraħ il-obiettivi ekonomiku attesa.

3 Konkluzzjoni

Bil-ħsara rapida tal-teknoloġija tal-inverters ta' alta voltà, l-applikazzjonijiet tagħhom kienu espandu rapidament fuq diversi setturi. Fi sistemi ta' produzzjoni tal-stazzjonijiet tal-elettricità, l-teknoloġija tal-inverters ta' alta voltà għandha tkun promossa attivament. Priorità għandha tkun data lil retrofitting ta' units b'ore ta' operazzjoni twila jew li huma urgenti biex jiġu aġġornati, kif din il-meżuri joffru valur ekonomiku u strategiku signifikanti.