随着高压变频技术的不断成熟，高压变频器在各个领域得到了广泛应用。高压变频器应用上的巨大节能潜力和优良的调速性能，使得它具有强劲的发展动力和广阔的市场空间。目前，高压变频技术已经成为电力传动领域的热门话题之一，对于大容量电力传动系统，尤其是大容量风机水泵系统进行高压变频改造已成为一种趋势，它为使用大功率传动装备的企业和行业带来了很大的节能效益。

1  高压变频器在电力和冶金行业应用现状

1．1电力行业应用现状
    　据统计，我国火力发电厂中使用的一次风机、送风机、引风机、给水泵、循环水泵和灰浆泵等风机和水泵的配套电动机总容量达15000MW，年总用电量达520亿kWh，占全国火电发电量的5％一8％。而目前我国火电厂中除少量采用汽动给水泵，液力耦合器及双速电机外，其它风机和水泵基本上都采用定速驱动。这种定速驱动的风机采用入口风门，水泵采用出口阀门调节流量，都存在严重的节流损耗。尤其在机组变负荷运行时，由于风机和水泵的运行偏离高效率点，使运行效率降低。其原因是风机、水泵的流量与电机转速成正比，压力与转速的

平方成正比，而功率与转速的立方成正比（如图1所示）。现有调节流量的方法不改变电机的转速，因此电机消耗的功率不变。若使用变频器对电机进行调速，达到用户期望的流量，则可以节约大量电能。国外火电厂的风机和水泵大都增设调速装置，而国内的火电厂辅机采用变频调速装置正在兴起。对于火电厂来说CONTROL ENGINEERING China版权所有，发电厂辅机电动机的经济运行，直接关系到厂用电率的高低，换句话说，发电厂辅机电动机的有效调速运行，直接关系到电厂效益的高低。

图1  风机、水泵的流量功率与转速的关系

   　 我国50MW以上机组锅炉风机运行效率普遍很低，效率大约为45—65％。一般来讲，使用高压变频器后风机运行效率将提高20—30％，大约1．5至2年即可以收回改造投资费用。随着电力行业改革的不断深化，厂网分家、竞价上网等政策的逐步实施，降低厂用电率、降低发电成本、提高电价竞争力，已成为各发电厂努力追求的经济目标。从实际应用中可知：火力发电厂是高压变频器的使用大户，目前西门子、ABB、罗宾康、AB等国外品牌的电力用户占40％以上。大量的工程实践证明，推广变频技术可以改善许多生产系统的运行方式，如循环水、凝结水系统的流量调节控制等，对机组安全经济运行的改善是十分重要的手段。

    　对于一个300MW的火电机组来讲，与每个锅炉机组配套并且需要进行高压变频调速的设备主要有：钢球磨煤机4台CONTROL ENGINEERING China版权所有，因机组发电量和煤质的不同，其主电机的功率280kW至1100kW不等，取常见（平均）功率4x560kWwww.cechina.cn，电压6kV（以下数据均取平均值，其工作电压均为6kV）；制粉系统中的排粉风机2台，配套电机功率2～710kW；除灰系统中的灰浆泵3台（1台运行，1台备用，1台检修），其电机功率为3x250kW；锅炉送风机2台，电动机功率2x1000kW；锅炉引风机2台，电动机功率2x2000kW；锅炉一次风机2台，电动机功率2x630kW。以上全部负载容量合计11．67MW，占300MW机组额定总发电量的4％左右。另外www.cechina.cn，一些机组较多的大型电厂（如4x300MW、600MW、2x600MW等火电厂）还会有循环水泵（单机容量500kW～2300kW）、凝结水泵（单机容量560kW～2950kW）、给水泵（单机容量800kW～2300kW）等设备需要变频调速运行，这些设备通常至少需要两台机组互为备用运行。如果将这些设备的容量按满负荷进行合算，那么总用电量几乎等于实际全部厂用电，而实际上这些大型辅机的耗电量占厂用电的80％左右。

    　目前，只有一部分火电厂对送风机、引风机进行了高压变频改造，少数电厂对各种水泵及一次风机进行了改造，厂内拥有10～20台高压变频器。而大多数的电厂拥有高压变频器的数量不多于5台，有很多电厂没有应用高压变频器。根据国家电力信息网的数据，截止至2002年底，全国6MW以上火电机组总计3984台，装机总容量24446．86万kW。全国300MW及以上火电机组总计313台，装机总容量达110,753．0MW。其中包括300MW机组191台CONTROL ENGINEERING China版权所有，装机总容量57,300．0MW；320MW机组7台，装机总容量2,240．0MW；350MW机组44台，装机总容量15,600．0 MW；600MW机组26台，装机总容量15，600．OMW。200MW～300MW火电机组总计205台，装机总容量41,850．0MW。IOOMW一200MW火电机组总计343台，装机总容量39,798．7MW。如果按照50％的变频调速改造计算，