Kuchuk quvvatli inverterlarini elektr stansiyalarda yangilash

1 Yuqori bosqichli invertorlarning asosiy tuzilishi va ishlash mekanizmi

1.1 Modullar tarkibi

• Rectifier moduli: Bu modul kirish yuqori bosqichli AC elektr energiyasini DC elektr energiyasiga o'zgartiradi. Rectification qismi asosan thyristorlar, diodlar yoki boshqa quvvatlik semiprovod materiallardan iborat bo'lib, AC dan DC ga o'tishni amalga oshiradi. Qo'shimcha, biror oraliqdagi voltaj nazorati va quvvat to'g'risini bajarish uchun boshqaruv bloki orqali ham amalga oshiriladi.

• DC filtrlash moduli: Filtrlash shematika orqali rectified DC elektr energiyasi voltaj fluctuationlari yo'qotiladi, shuning uchun stabil DC bus voltaji hosil bo'ladi. Bu voltaj keyingi inverter qismi uchun energiya himoyasini ta'minlaydi va chiqariladigan voltajning stabil holatini va dinamik javob berish imkoniyatini ta'minlashda muhim rol o'ynaydi.

• Inverter moduli: Filtrlangan DC elektr energiyasi IGBT va impulsnaya kenglik modulyatsiya (PWM) texnologiyasi kabi quvvatlik semiprovod materiallardan foydalanib, inverter modulida yana bir bor AC elektr energiyasiga o'zgartiriladi. PWM signallarning duty cycle va switching frekvensiyasini sozlash orqali, inverter chiqariladigan AC elektr energiyasining amplituda va frekvensiyasini aniq ravishda boshqarishi mumkin, motorlar, ventilatorlar va pomplar kabi turli yuklar talablari bilan mos keladi. Bu texnologiya inverterga yumshoq ishga tushish, darajali tezlik boshqarish, optimallashtirilgan ish rejimlari va energiya saqlash imkoniyatlari beradi.

1.2 Ishlash mekanizmi

Yuqori bosqichli invertorlar cascaded multilevel topologiyani ishlatadi, bu esa sinusoidal signalga yaqin chiqariladigan signallarni hosil qiladi. Ular to'g'ridan-to'g'ri yuqori bosqichli AC elektr energiyasini chiqarish orqali motorlarni haydatab borishi mumkin. Bu konfiguratsiya qo'shimcha filtrlar yoki step-up transformatorlar talab qilinmasligi sababli, harmoniklar miqdorini kamaytirish imkoniyatini beradi. Motor tezligi $n$ quyidagi tenglamani qanoatlantiradi:

Bu yerda: $P$ motordan pol juftliklari soni; $f$ motorning ishlash frekvensiyasi; $s$ slip ko'rsatkichi. Slip ko'rsatkichi obychno kichik (ko'pincha 0–0.05 oraliqda), shuning uchun motorning ta'minot frekvensiyasini $f$ sozlamoqda uning haqiqiy tezligini $n$ moslasha olamiz. Motorning slip ko'rsatkichi $s$ yuk intensivligi bilan musbat korrelyatsiyada - yuk ortishi bilan slip ko'rsatkichi ham o'sadi, natijada motorning haqiqiy tezligi pasayadi.

1.3 Texnik tanlovda muhim omillar

• Voltaj moslashishi: Motorning reyting voltajiga qarab "Yuqori-Yuqori" yoki "Yuqori-Past-Yuqori" kabi moslashish shemalarini tanlang. Quvvatidan 1,000 kWdan oshgan motorlar uchun "Yuqori-Yuqori" shemasini tavsiya etamiz. 500 kWdan pastroq motorlar uchun "Yuqori-Past-Yuqori" shemani ustuvor qilib ishlatish mumkin.

• Harmoniklarni aralashish: Yuqori bosqichli invertorlar kirish va chiqish terminalida asosan harmoniklarni yaratadi. Ularning ta'sirini kamaytirish uchun multiplexing texnikalari yoki qo'shimcha filtrlar ishlatilishi mumkin. Filtrlarni to'g'ri sozlash orqali harmonik deformatsiyani 5% ichida boshqarish mumkin, bu effektiv harmoniklarni aralashishni beradi.

• Muhitga moslashish: Yuqori bosqichli invertorlar havo sovutish yoki suv sovutish tizimlarini talab qiladi, bu esa boshqaruv shkafining ichki temperaturasi 40°C dan past qoldiriladi. Inverter joylashtirilgan joylarda adatda nemlanish qurilmalari va konditsionerlar o'rnatiladi. Konditsioner yo'q maxsus hududlarda dizayn jarayonida komponentlarning temperatura reytinlari e'tiborga olinadi va sovutish tizimlari shoshilish qobiliyatini oshirish zarur, shunda istiqbolli ishlanishi ta'minlanadi.

2 Yuqori bosqichli invertorlarning elektr stantsiyalarda qo'llanilishi misolida

Elektr stantsiyasidagi elektr tizimi adatda turbin generatorlar, katel, suv tahlili, mangal uzatish va desulfurization tizimlaridan iborat bo'ladi. Turbin qismi suv pomplariga va doira suv pomplariga energiya taqdim etadi, katel qismi jinsiy ventilatorlarni (birinchi ventilatorlar), ikkinchi ventilatorlarni va jalb qiluvchi ventilatorlarni ta'minlaydi, mangal uzatish qismi transport bandlarini ishlatadi. Yuk o'zgarishiga qarab ushbu qurilmalarni yuqori bosqichli invertorlar orqali tezlikni boshqarish orqali energiya sarflanishi kamayadi, yordamchi elektr sarfi pasayadi va ishlab chiqarish ekonomikasi yaxshilaydi.

Indonesia Sumatra orolasida joylashgan Morowali nickel-temir ishlab chiqarish loyihasi 2019-2023 yillarda 8 ta 135 MW generatsiya egzemplarlarini faoliyatga qo'ydi. Ichki ishlarini yanada optimallashtirish va ishlab chiqarish xarajatlarini kamaytirish maqsadida 2023-2024 yillarda 1, 2, 3, 4 va 7 egzemplarlarining kondensator pomplari, 2 va 5 egzemplarlarining suv pomplari uchun yuqori bosqichli invertorlar o'rnatilishi texnik modernizatsiya qilindi.

2.1 Jixoz holati

Loyiha pyrometallurgical nickel-temir ishlab chiqarish ususida 25 ta ish rejimiga ega, 8 ta Dongfang Electric DG440/13.8-II1 doira fluidized katel va 8 ta 135 MW intermediate reheat kondensator turbin generator setlariga ega. Har bir egzemplarda 2 ta fix frekvensiyali kondensator pomplari, 2 ta gidravlik kupleyorlar bilan boshqariladigan pomplar va 6 ta gidravlik kupleyorlar bilan boshqariladigan ventilatorlar joylashtirilgan.

Suv pomplari va ventilatorlar 10%–20% backup kapasitet bilan ishlab chiqarilgan. 5 va 6 egzemplarlar 70% yuk rejimida o'zaro ishlaydilar. Motor tezligini haqiqiy yuk talabiga moslashish va regenerativ frenirovka energiyasini tarmoqqa qaytarish orqali ventilatorlar, pomplar va boshqa jihazlarning ziyoratli energiya sarfi kamayadi, shuning uchun tizim energiya yoyib ketishlari minimallashtiriladi.

2.2 Modernizatsiya shakli

Jixozlar ish rejimi asosida 135 MW generatsiya egzemplarlarining suv pomplari va kondensator pomplari uchun yuqori bosqichli inverterlar orqali modernizatsiya amalga oshirildi.

• Suv pomplari modernizatsiyasi: Har bir suv pompi uchun alohida yuqori bosqichli inverter, o'xshashlik shkafi bilan ta'minlandi, bu sistemani ishonchli qilish uchun kerak.

• Kondensator pomplari modernizatsiyasi: 2 ta kondensator pompi uchun 1 ta yuqori bosqichli inverter ishlatilgan, bu effektivlik va samarali xarajatlar oralig'ini ta'minlaydi.

Joylashgan hududda tarixiy eng yuqori temperaturasi 23–32°C bo'lganini hisobga olgan holda, komponentlar 40°C havo temperaturasida ishlash uchun tanlandi. Qo'shimcha, inverter shkafining mazkur havo temperaturasida ishlash uchun majburiy cho'g'ish shakli sozlandi, bu esa samarali issiqni tortishni ta'minlaydi, maxsus inverter xonasini yoki konditsioner tizimlarini talab qilmasdan.

2.3 Iqtisodiy foyda baholash

Bu modernizatsiya loyihasi uchun umumiy investitsiya 6 million RMB, jihazlar 5 million RMB, qurilish 400,000 RMB va mijoz tomonidan taqdim etilgan qo'shimcha materiallar 600,000 RMB bo'ldi. Hisob-kitoblar natijasida yillik energiya saqlash foydasining 6.58 million RMB bo'lishi aniqlandi, bu investitsiyani bir yilda undirishga yetar, iqtisodiy maqsadlar muvaffaqiyatli amalga oshirildi.

3 Xulosa

Yuqori bosqichli inverter texnologiyasining tez rivojlanishi bilan, uni turli sohalarda tez-tez qo'llash boshlandi. Elektr stantsiyalari ish rejimida yuqori bosqichli inverter texnologiyasini aktiv ravishda taklif etish kerak. Uzoq muddat ishga tushirilgan yoki yangilanishga muhim ehtiyoj duydigan egzemplarlarni prioritet qilib, bunday choralar iqtisodiy qiymat va strategik ahamiyatga ega.