一、前言
火力发电厂既是电能生产企业，也是耗能大户，要提高发电厂综合效益，必须降低厂用电率和发电煤耗。由于电的能价比高，在资金有限的情况下，积极引进节电项目能创造更大的效益。如大家所知，火力发电厂辅机出力随发电机负荷的大小而变化，一次风机作为主要辅机，基本上采用控制风机挡板的开度来调节，而作为电动机消耗的能量变化则不大，以致于造成很大一部分能量损耗。改为变频调节后，通过改变电机转速控制风压，实现调整需要，减少节流损失，最终达到节电目的。本文以我公司一次风机变频改造项目为实例，采用北京合康亿盛科技有限公司生产的高压变频器，说明变频装置在电力行业技术改造中的广阔应用前景。
二、改造方案
机组正常运行工况，两台一次风机运行。为了节约投资，我们对所有机组两台一次风机电动机进行了变频改造，保留现有的一次风机电动机和高压开关，分别增加一台高压变频器，考虑6kV开关室位置情况，在一次风机附近建设变频器小间。一次风机电动机采用变频控制方式，一次风调节挡板仍保留，一次风控制逻辑在DCS系统内设计编制，增加一次风机变频控制站，实现了手、自动控制及无扰切换等功能。
一次风机变频运行时，调节挡板保持全开，一次风通过改变一次风机电动机转速来调节；变频器出现故障时，风机跳闸后，手动切换至工频定速运行，调节挡板同时也自动参与一次风压控制。
风机变频运行向定速切换时，应停运风机，手动切换一次回路后，按原启动方式投入运行。
变频器接入原电气回路如图1所示。合康亿盛的一次风机变频装置的手动旁路由三把刀闸组成，其中QS2和QS3属于单刀双掷刀闸，一个在合位时，另一个必定在分位。
一次风机电机进行变频改造后，原先DCS系统对一次风系统的控制方式发生了根本改变，必须对所有设计一次风系统的顺控、自动逻辑和画面进行全面修改，增加变频模式下操作、顺控启停、事故联锁、协调控制等功能。
三、变频器主要技术规范
1．安装、投运变频器装置后原电机不加任何改动可直接应用。
2．6kV主电源故障时，变频器在3秒钟内不停机，一旦主电源重新受电，装置系统能自动恢复正常工作而无需运行人员的任何干预，以满足主电源母线切换的需要。
3．变频器内部通讯采用光纤连接，以提高通讯速度和抗干扰能力，变频器内部强弱电信号分开布置光电隔离、铁壳屏蔽，对本体控制系统就地控制柜没有谐波影响，柜内设有屏蔽端子和接地设施。变频装置冷却系统可靠，考虑冗余配置。单台冷却风机故障不影响系统正常运行，并报警远传到控制室。每一套冷却装置拆装方便，并不影响变频装置的安全可靠运行。
4．变频装置提供电动机所需的过载、过流、过压、欠压、过热、缺相保护以及进线变压器的保护和变频器过载，变频器过热等保护功能。
5．变频装置动力电源和控制电源分开供电，动力电源为变频调速系统内部供电，控制电源独立于动力电源系统。控制电源故障时，变频器不能立即停机，能保持运行半小时以上，以便维护人员处理电源故障。变频器自备UPS，可维持30min。变频器可在输出不带电机的情况下进行空载调试，也可在使用380VAC进行空载调试。
6．当6kV母线上电动机成组启动时，对变频器运行无影响。系统的共模电压由进线变压器承担，不大于20kV，电动机不承受共模电压。变频器瞬时失电后，如果超过5个周波，变频器自动使输出功率为零，使电容上的容量输出时间较长。待输入电压恢复正常后，重新提升输出频率到给定值，此过程由加减时间控制，不应有初始化时间。如果失电时间超过3秒，则变频器保护停机，需要系统复位后才能重新启动。
四、经济效益分析
（一）直接经济效益
我公司共4台300MW机组，每台机组有2台一次风机电机。一次风机采用上海鼓风机厂生产的1788B/1224型单吸离心式风机，单台风量82.2M3/S，其配套电动机采用上海电机厂生产的YKK500-4型电机，额定电压6KV，额定电流175.4A，额定功率1600KW，转速1484rpm。
为了摸准2#机组一次风机改造前后效益，在2008年7月中旬进行了3#机组一次风机改造后效率试验。试验参数主要有一次风机电流、一次风压力。试验时，一次风机调整门全开,随着机组负荷变化，一次风机通过转速调整一次风压力。本次试验共有四个工况，机组负荷分别为：180MW、200MW、250MW、300MW。
从试验中一次风机运行功率参数来看，在一次风机改造前，机组负荷越小，一次风系统节流损失越大；改造后，系统阻力损失大幅下降，相应的功率也就节省下来了，所以在低负荷时节电效果明显。
参照2007年1-12月份负荷变化工况，统计规律为1、2、3、11、12月份为电力系统高峰时段，4、5、6、7、8、9、10月份为电力系统低谷时段，并且机组调峰比较频繁。如果按全年运行7000小时计算，合计可节电4383984kWh，按照0.207元/kWh价格计算，合计约节省90万元，三到四年可收回全部投资。详细计算见下表：
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