ELECTRONICS WORLD?技术交流
热力站吏频电机糸统能耗特性分析
包头东华热电有限公司邱建东
华北电力大学电气与电子工程学院李宁辉
摘要】现有热力站监测系统仅对电机エ作频率、泵出ロ压力及流量进行监测,对电机系统能耗特性缺乏相关研究。为了获得热力站变颁电
动机系统的能耗特性,本文以我厂典型热力站
变频电机系统为实例,対其能耗特性进行了现场测试分祈,荻得了热力站
变频电机系统能耗特
性,为后续节能改造提供了重要支持
【关键词热力站;变频电机;能耗
统效率较低,系统不是最佳匹配,运行不经济
引言
负与实际效率进
变频调速系统具有调速范围广的有点,广泛适用于风机和水泵
等流体类负载的节能应用]。然而,日前,实际应用中大多数属
于交-直-交变频器,其在整流和逆变环节会产生大量诺波,进而导
做电?和电机内部产生额外的谐波损耗,对这种情况,如果变频
器使用不当,会引起系统耗的增加低」来用变频器后的系统节电
量,导致系统运行能效降低?,因此,有必要对变频电机系统的能0
耗特性进行分析,这对变频电机系统的节能改造具有重要意义
2典型变频电机系统
与忸功率负载和恒转矩负载特性不同,热力站泵类负载的转
矩与转速的平方成正比,文中选择我厂五种常见电机共36台进行
分析,额定功率分別为15kW(2台)、22kW(8台)、30kW(8
图1负载率与实际效率曲线
台)、37kW(13台)、45kW(5台)。其中15kW的电机数据较
少,以这五种电机为例,对其运行数据进行实测。在实际运行中,4能耗特性分析
受限于小区入住率等现实原因,导致供暖热力站电机不需要额定出
力,多数电机实际运行频率都大大低」工频,电机普遍处」大马拉
由统计可知,f40llz的有共有12台电机,4011zf45llz的有4
小车的轻载运行工况,因此,热力站通常采用变频器驱动电机,用台,40ILど50IL的有20台。当运行频率大」45l1z时,电机负载率
于降低系统能耗。但对于变频电机系统的能耗情況,仍缺乏相应研均在0.6以上,尚属可接受的范围内。运行频率低于40H时,电机
究,文中对不同电机的实际运行频率进行实测分析,得如下结论:
的负载率其实已经低于0.5了,这种运行状态不经济。
1)实测中8台22kW电机的运行频率较为分散,主要在31.7Hz、
在频率从31I变化倒50I1的范围内,变频器效率在0.75倒1的
37.6Hz、40.4Hz、43.8Hz以及49.9Hz等节点附近。
围内变化。当变频器输出烦率低于40Hz左右时,其效率将低于
)实测中8台30kW电机的运行率主要在34.9Hと、43.9Hz以0.9。频率低于37Hz时,效率将低于0.85。电机每天24小付连续不间
及49.9Hz等节点附近,其中有5台电机运行频率在49.9Hz左.右,基断的工况运行几个月,其用电量是相当大的,如果热力站的电机长
本接近满载,但与其相对应的输入功率却从25.8kW增到30.7kW。
期处于此种轻载工况下运行,其运行的经济性有待进一步完善。
3)实测中13台37kW电机的运行频率主要分布在35.81L、37.4IL
此外,有些变烦器驱动电机运行在49H2以上,这种情況下,电
45.81I7、47.1T1以及49.5TI?附近
机基本处丁满载运行状态,采用变频器驱动时,变频器自身的损耗
4)实测中5台45电机的运行频率在32.4TI7、39.7、47.01
和其产生的诺波对电机的能效也会产生影响,因此,这种情况下,
48.811附近。
也有一定节能空间。
3负率情况
5结语
由于现场电机输出功率难以直接测试,测试过程中只能采取近
综上,从电机系统的经济性考虑建议变频供电吋频率最好不低
似方法求得,即通过测得电机的输入功率即变频器的输出功率,通于37Hz。低于37Hz后,电机系统效率较低,系统不是最佳匹配,
过归算到电机输入侧得到负载率表达式为:负载率实际输入功率(不经济。此外,当电机处于满载运行工况时,采用变烦器驱动系统
额定功率额定效率)。根据前述所测试的数据,对其负载率分析可也具有一“定节能空间
得如下结论
1)负载率β0.5的有12台电机;0.5β0.7的有9台;0.7β
参考文献
1的有15台
1杨演窦满峰.VVVF变驱动高功密度异步电机的电源谐波
2)变频器效率随电机负载率减小而减小,当0.7β1时,效研究川.电机与控制学报,2006.10049-52
卒n基本在0.92以上:且相对较为平滑;当0.5=β50.7时,效率相比之
2]王红艳变频调速技术的应用浅析矿山机械,2010.37(2):40-42
前要减小,但降幅也不是很明显:当0.5β<0.1时,效率已经很低
「31黄海,李百雅,等.基于最小开关损耗的SVWM调制技术.自
了,且负載率越低,降幅越大。电机负载率低于0.5时,变频器效动化与仪表,200726(1):5-9
率可能低于0.9,负载率再低的语,效率将非常低。所以从电机系
4刘松,王春明,李错计及请波损耗的变频调速系统节点分析叮
统经济性的角度考虑,建议电机负载率高于0.5,低于半载后,系建筑电气,201534(1):69-72