西门子6ES7221-1BH22-0XA8规格齐全

西门子6ES7221-1BH22-0XA8规格齐全

Dw为冷却水量，P为汽轮机的凝汽器真空，△N为功率差值，  △N在冷却水量比较小的时候随冷却水量的增大而增加，到a点达到较大，如果再进一步增大冷却水，  △N反而开始减小，直至为零。但到达c点时，汽轮机的膨胀能力已达到极限，汽轮机功率不会再增加，c点所对应的真空成为极限真空。从图4中可以看出，由a点引等水量线与凝汽器压力线相交的b点所对应的真空度Peco就是较有利真空，a点所对应的冷却水量Deco就是较佳冷却水量。通过确定汽轮机的较有利真空，并以此为依据来控制冷却水流量，使汽轮机的排气压力尽量维持较有利真空位置，以保证机组的经济运行。

    单元机组三台循环水泵采用一台高压变频器，系统设计采用一拖三带工频旁路方案：考虑到循环水泵的检修和循环工作，保证始终有一台泵调速工作。冬季和低负荷时一台泵调速工作，以调节冷却水流量，夏季高负荷时一台泵接到工频电网定速工作，带固定流量，另一台泵变频器驱动，调节冷却水流量。

    南方电厂和北方电厂的循环水泵是不一样的。在南方，由于江、河、湖泊的水源充足，一般循环水多采用直排式：由江河中抽上来，进入汽轮机凝汽器，经热交换后直接排向江河，落差比较小因而循环水泵的调速范围比较大（但循环水泵的扬程也较小）。在北方，由于水源紧张，冷却水要循环使用。每台机组建一座冷却水塔，一条压力循环水管，一条双孔自流水沟。经凝汽器热交换后的热水由循环水泵压入水塔**，从塔中经蜂窝材料喷淋而下，再进入凝汽器循环使用。一般水塔高程在70～80米左右，循环水泵调速后的出口扬程有个较低值，这就限制了循环水泵的调速范围，因为循环水泵出口扬程的余量并不大，调速后循环水泵的出口扬程若小于水塔高程，冷却水就会打不进水塔去，循环水泵就不能正常工作。

    3.3凝结水泵

    在汽轮机中作完功的蒸汽经凝汽器凝结成水，称为凝结水。为了防止锅炉和汽轮机洁垢，进入锅炉的水是要进行严格的软化处理的，成本很贵，因而作完功的凝结水要经过除氧和加热器后重新进入锅炉使用。火电机组的凝结水泵就是完成这项工作的重要铺机设备，一般一台机组设计二台110％容量的凝结水泵，一台运行，一台备用；大机组采用三台泵，二台运行，一台备用，每台泵的出力均为55％额定容量，目前存在的问题是：

    （1）由于凝结水泵定速运行，靠出口调节门的节流控制，节流量大，出口压力高，经常发生泵的法兰大量漏水造成热量和水量的大量流失，地面污染，导致不能正常运行甚至损坏泵。

    （2）电动调节门是电动机械结构，线性度差，存在调节滞后，调节品质差的问题影响了调节水位的稳定性。经常出现无水位运行状态，导致泵的严重汽蚀；因为凝结水泵是立式泵，水泵轴向串动严重，电流晃动大，轴承损坏，疏水管道震动和泄漏等故障，增加了泵的维护工作量，经常要倒泵，严重影响机组的安全运行。

    （3）由于采用定速泵出口调节门节流调节方式，无法稳定控制凝汽器热井水位，热井水位忽高忽低，运行人员操作频繁，严重影响机组的安全经济运行。

    凝结水泵采用变频调速改造后，除了显著的节能效果外，还可收到改善工艺控制的效果，提高机组的安全经济运行水平。凝结水泵电动机的功率范围是500～1500KW，采用高压变频改造比较合算。因为凝结水泵一用一备，采用一台高压变频器一拖二方案较为经济，但倒泵时要停变频器。在经费允许的情况下，也可采用两台高压变频器一拖一的方案；一台调速泵运行，另一台调速泵备用，当一台调速泵的开关跳闸时另一台调速泵自动投入运行，以确保机组的安全运行。

    1.4.灰浆（渣）泵

    灰浆（渣）泵是将煤在锅炉中燃烧后冲到灰浆池中的灰浆、灰渣排到贮灰场的辅机设备。一般两个机组共用一个灰浆池，配置3台灰浆泵，每台泵的出力均为110％额定容量，还要另加一台清洗水泵，用来清洗灰浆（渣）泵及管道的积灰。
 
    其运行方式是三台泵轮流间断运行，因为如果某一台泵长期不运行的话，出口会被灰浆、灰渣堵死，再次开泵时会造成电机过载而烧毁：另外若一台泵开着，时间不长就会将灰浆池抽干，泵空转引起汽蚀，而停泵若**过半个小时，灰浆池又会溢出，如再次开启才停运的泵，则因为过热而引起电机损坏。因而操作频繁，泵和电机损坏严重。因此，灰浆泵是发电厂中较需要进行变频改造的泵，而又是进行变频改造经济性较差的设备。因为，灰浆泵的容量为300～500KW，为6KV高压电机，若采用6KV高压变频器，没有这个功率等级的设备，一股都在800KW以上，设备的电流利用率低，投资高，不划算。且灰浆泵的调速改造主要是改善工艺条件和延长设备的使用寿命，减少维修量，节能效益不大。

    因此，可采用高一低一低方案，即用一台变压器将电压6KV降为380V或690V，用380V（或690V）低压变频器，将6KV电机换成380V或690V电机，较为经济合理。为了进一步节省投资，可采用“一拖三”方案，即用一套变频调速装置，轮流拖动三台泵运行。由于灰浆泵为间断运行方式，泵的切换可采用“冷”切换的方式：停泵——切换——启动另一台泵。

    目前火电厂灰浆（渣）泵进行变频调速改造的数量，仅次于锅炉引送风机，据不完全统计，包括高－高方式和高－低－低方案已有上百台套。

    其它还有低加疏水泵，热网水泵，清水泵，补给水泵和生活水泵等，均为低压电机拖动，可根据其运行状况设计合理的改造方案，这里不再一一赘述。

    4、不同功率等级的变频调速改造实施方案

    由于我国的供电电压和电机制造电压无1.7KV、2.3KV、3.3KV和4.16KV电压等级，所以在变频器选型时可不考虑以上中压等级的产品。一般200KW以上的电机均采用6KV、10KV电压等级，所以应从6KV、10KV电压等级这个现实来考虑问题。

   由于功率器件技术，变频器主电路拓扑结构技术和制造工艺的进一步完善，目前800KW以上功率的高压变频器无论是其可靠性还是其经济性都已经为用户所接受，所以火电厂风机水泵变频调速节能改造的实施方案也变得简单了。

    4.1、对于800～1000KW以上功率的风机水泵，可采用6KW或10KW的直接高－高方式的变频器。为提高可靠性，可设计工频旁路系统。

    4.2、对于400KW以下功率等级，考虑到直接采用高－高方式的变频器不大经济，可采用高－低－低方式；即采用6KV/380V进线变压器，380V变频器，380V电动机的方案。当变频器故障时，为了保证机组的正常运行，还要考虑工频旁路功能，即将电动机投到进线变压器付边运行，这样就要考虑电动机直接起到时的变压器容量问题，一般变压器容量应为电机容量的10倍，变压器容量相对较大，影响经济性。若有多台设备采用同一台进线变压器的话，则可在变压器的容量选择时提高其经济性。

    4.3、对于400～800KW功率等级的改造项目，则宜采用660V变频器和660V电机的高－低－低方案，因为这个功率等级的设备采用380V方案其电流及体积都会太大。

    4.4、高－低－高方案因为其体积以及升压变压器的技术要求太高而已很少采用。

    5、不同拓扑结构变频器的性能比较 

    目前世界上的高压变频器不象低压变频器一样具有成熟的一致性的拓扑结构，而是限于采用目前电压耐量的功率器件，如何面对高压使用条件的要求，国内外各变频器生产厂商八仙过海，各有高招，因此其主电路结构不尽一致，但都较为成功地解决了高电压大容量这一难题, 当然在性能指标及价格上也各有差异。如美国罗宾康（ROBICON）公司生产的**无谐波变频器；洛克韦尔（A-B）公司生产的Bulletin1557和Power Flex 7000系列电流型变频器，德国西门子公司生产的SIMOVERT  MV中压变频器;瑞典ABB公司生产的ACSl000系列变频器；意大利ANSALDO公司生产的SILCOVERT-TH变频器以及日本三菱、富士公司生产的**无谐波变频器和国内北京的凯奇、**、利德华福、合康亿盛公司和成都佳灵、东方日立以及深圳微能科技公司、中山明阳、山东风光公司生产的高压变频器等。虽然高压变频器的品种繁多，但是归纳起来可分为三类：

    （1）两电平变频器
    美国洛克韦尔（A-B）公司的Bulletin1557系列，是采用功率器件GTO直接串联的两电平交－直－交电流源型变频器；power flex7000系列是采用功率器件SGCT直接串联的两电平交－直－交电流源型变频器。
    成都佳灵公司则生产采用低压IGBT模块直接串联的交－直－交电压源型两电平变频器。
    由于两电平变频器输入输出谐波大及输出dv/dt大，必须采用进线电抗器和输出滤波器，才能将谐波水平降低到有关标准的允许范围之内。就是这样也还是会对普通的异步电机造成附加发热和震动以及对电机的绝缘产生不利的影响。

    （2）多电平变频器

    a.中性点钳位三电平变频器，ABB公司的ACS1000系列；
    b.电容分压四电平变频器，法国ALSTOM公司的ALSPA VDM600系列；多电平变频器的谐波含量和dv/dt指标都比二电平变频器好，但还是不能满足普通异步电动机的要求，还必须要加输出滤波器方能使用到普通异步电动机上。

    （3）单元串联多重化电压源型变频器

    美国罗宾康（ROBICON）公司利用单元串联多重化技术，生产出功率为315KW－10000KW的**无谐波（Perfect Harmony ）高压变频器，无须输出变压器实现了直接6KV或10KV高压输出，一家在高压变频器中采用了先进的IGBT功率开关器件，达到了**无谐波的输出波形，无须外加滤波器即可满足各国供电部门对谐波的严格要求；输入功率因数可达0.95以上，THD<1％，总体效率（包括输入隔离变压器在内）高达97％。达到这么高指标的原因是采用了三项新的高压变频技术：一是在输出逆变部分采用了具有独立电源的单相桥式SPWM逆变器的直接串联叠加：二是在输入整流部分采用了多相多重叠加整流技术；三是在结构上采用了功率单元模块化技术。总的电压和电流失真率可分别低于1.2％和0.8％，堪称**无谐波（Perfect Harmony）变频器。它的输入功率因数可达0.95以上，不必设置输出滤波器和功率因数补偿装置。变频器同一相的功率单元输出相同的基波电压，串联各单元之间的载波错开一定的相位，每个功率单元的IGBT开关频率若为600Hｚ，则当5个功率单元串联时，等效的输出相电压开关频率为6ｋHｚ。功率单元采用低的开关频率可以降低开关损耗，而高的等效输出开关频率和多电平可以大大改善输出波形。波形的改善除减小输出谐波外，还可以降低噪声、dv／dt值和电机的转矩脉动。所以这种变频器对电机无特殊要求，可用于普遍笼型电机，且不必降额使用，对输出电缆长度也无特殊限制。由于功率单元有足够的滤波电容，变频器可承受-30％电源电压下降和5个周期的电源丧失。这种主电路拓扑结构虽然使用器件数量增加，但由于IGBT驱动功率很低，且不必采用均压电路、吸收电路和输出滤波器，可使变频器的效率高达96％以上。

    单元串联多重化变频器的优点是：①由于采用功率单元串联，可采用技术成熟，价格低廉的低压IGBT组成逆变单元，通过串联单元的个数适应不同的输出电压要求：②**的输入输出波形，使其能适应任何场合及电机使用；③由于多功率单元具有相同的结构及参数，便于将功率单元做成模块化，实现冗余设计，即使在个别单元故障时也可通过单元旁路功能将该单元短路，系统仍能正常或降额运行。

    其缺点是：①使用的功率单元及功率器件数量太多，6KV系统要使用150只功率器件（90只二极管，60只IGBT），装置的体积太大，重量大，安装位置成问题：②无法实现能量回馈及四象限运行，且无法实现制动；③当电网电压和电机电压不同时无法实现旁路切换控制。

    国内的利德华福、东方日立、合康亿盛以及微能科技等公司均采用这种主电路结构。由于它输入输出谐波含量低，适用于普通异步电动机，对输出电缆的长度无特殊限制等优点，因此在火电厂风机水泵变频调速节能改造领域，占据着统治的地位。
   
    6、节能改造工程变频器容量的合理选型

    风机水泵变频调速节能改造，要求、，也即要求在尽可能短的时间内由节电效益收回投资成本。因此除了较大限度的获得节电效益外，还要尽可能减少投入的资金。所以在变频调速系统的设计和变频器功率容量的确定时，一定要做到经济合理，避免再次出现大马拉小车的现象。

     一般情况下，对于在工作过程中经常或有时电动机的负载达到或接近其额定容量时，变频器容量应为电动机额定容量的110％，以保电动机的额定出力。但是在实际生产中，由于设计中的层层加码，普遍存在着大马拉小车的现象，即使在拖动负载额定出力时，电动机的负载率依然不足，在这种情况下就应根据实际运行工况来选择合适的变频器容量，既能满足生产的需要，又能节省变频器和相应配套设施的投资。例如：某电厂200MW机组的引风机，由于空气预热器漏风，引风量不足，所以将风机叶片加长5cm同时将电动机功率由1600KW增加到1850KW。后来在空气预热器漏风问题解决以后，将风机改为了原样，但电动机功率未改，目前的风门开度仅为55％左右，即可满足机组带满负荷运行的需要，此时的电动机功率仅为1300KW。如果采用变频调速，风门全开，节流损失会大大减少，且变频器从50Hz向下调速，风机的功率将更不会大于1300KW，为此完全没有必要按电动机的额定容量来选择变频器。同时考虑到风机的转动惯性较大，起动时间较长等因素，选择容量为1400KW的变频器应能满足上述风机在各种工况下不同转速调节的要求，可节约投资20％以上．为进一步降低变频器的容量和投资，还可以考虑采用变频器和入口导叶联合调节方式，即在30～80％额定风量范围内采用变频调速，在80～100％额定风量范围内则采用入口导叶调节。采用联合调节方式后，变频器的容量仅为800KW，使变频容量和投资降低了近一半，大大降低了改造成本。但这种联合调节方式存在变频／工频动态切换问题，会影响机组运行的可靠性，所以在设计时应慎重考虑。

    7、结论

    鉴于发电厂辅机电动机调速节能的巨大经济潜力，和面对厂网分家，竞价上网的严峻形势，发电厂辅机调速节能改造势在必行。各种调速方式在性能指标、节能效果、资金投入等方面各有其优缺点，因此在采用何种调速方案进行节能改造方面，也没有一个统一的章法。本文提出的一些改造方案，是根据一般电厂的情况提出的，仅供参考。各电厂应根据本厂机组的具体情况，如负荷情况（是否调峰），辅机电动机设计余量，场地位置，资金投入等情况全面考量，选择适合本厂具体情况的节能改造方案。 考虑到发电厂生产的具体情况，在进行节能改造时应遵循以下几个原则：

    ① 较高可靠性原则：发电机组的辅机电动机作为发电厂的主要动力源，在采用变频调速技术进行节能改造时，首先必须考虑系统的可靠性，设备可靠稳定运行是较基本的。如果因为变频装置故障造成辅机跳闸甚至锅炉灭火，给电厂带来的损失是无法简单地用节约电能的消耗折算的。
    ②较优经济性原则：调速改造的目的是为了节能降耗，系统节能率越高越好，至少达到30%。其次是改善控制性能，提高机组的整体效益。同时，节能改造要求，，要求改造工程的投资回收期尽可能的短，一般不**过三年。这对发电厂的节能改造来说是个苛刻的要求，因为发电厂的上网电价要比一般工矿企业的用电价低许多，一般为50%左右，因此在发电厂进行节能改造时更要讲求经济性。
     ③系统改动较小和空间允许的原则：改造工程应尽可能 避免更换原有电机、配电装置和供电电缆等，使系统的改动较小。这一方面是为了减少投资，同时也为了减小改造工程的工作量，缩短改造工期。改造工程还应根据原系统安装空间允许的原则考虑，既要满足设备对环境的要求，又要尽可能安装在现有的厂房、机房或控制室等建筑物内，避免增加土建工程。

    对于随机组长期连续运行的重要设备，如送、引风机，进行变频调速节能改造时，都要采用一施一方案，即一台设备配置一台110％容量的变频器，并且要设计工频旁路系统，当变频器故障时将设备切换到电网运行。为了避免因设备的切换影响机组安全运行，还要设计同步切换（Bypass）控制功能，实现真正的平稳无扰动切换。对于可以间歇工作的设备，如灰浆（渣）泵等，为了降低改造成本，可以采用“一拖N”方案，但必须采用“冷”切换方式，以保证变频器和拖动设备的安全。

5系统描述：

    为了使在线评估系统获得较佳的性价比，并兼具较高的先进性、通用性，在机车牵引机控制室内放置有Advantech 的IPC－610型工业控制计算机，它同时起系统控制器和控制服务器的作用，配置有PCA－6179主板、Pentium III 850MHz CPU、256MSDRAM内存，同时内插有高速数据采集板卡PCL－1800，用于采集机车的速度、运行电流、四底轮底动态压力、牵引力等参数；光隔离4通道模拟量输出PCI－1720，用于控制电力大功率变频器；光隔离串行通信板卡PCL－745B，用于和挂接的的车厢的测试控制器ADAM5000/485进行串行通信；光隔离高驱动能力的DI/DO板卡PCI-1761用于采集电磁阀的开闭信号和控制电磁阀的开闭。在后挂的六节试验车厢采用Advantech 的分布式控制系统ADAM5000/485控制器，内配有ADAM－5024，用于控制辅助启动变频器；ADAM－5017H，用于采集车厢震动、压力弹簧变形压力、牵引力以及后挂车厢的阻力等；ADAM－5060，用于控制电磁阀以及大功率继电器的开闭；ADAM－5055S，用于实时监测各种电气开关的起闭状态。同时配备一台打印机，实时在线打印相关的报表、控制曲线等。另外，为了实时评估机车性能和在线分析运行试验可能出现的故障或事故，在系统中添加了实时*系统，以协助车载在线现场*和测试人员分析。

6总结：

     由于电力机车行驶速度快、车轮与铁轨之间相互摩擦，会产生一定的电磁干扰，对传感器有较大的影响，因此PCL－1800采用差分输入方式，以变送器的白噪声干扰、电磁脉冲随机干扰等，实现了共模抑制电噪声。为了提高系统的整体抗干扰性能，所有传感器、变送器均采用朝阳隔离线性电源供电。除此以外，在过程与过程通道之间也采取隔离方法，使其计算机系统与外界的过程控制器和变送仪表之间没有公共地线，也采用继电器隔离方式，以提高系统的抗干扰能力。这正是采用PCL－745B，而不采用ADAM4520作RS232/RS485转换器的缘故。本装置要求控制系统具有较强的实时能力，并且控制系统在实时控制各控制单元的同时，还要进行实时数据处理和存贮，考虑到系统的实时、稳定等方面的要求，操作系统采用bbbbbbs 2000 专业版，利用Visual C＋＋较强的硬件底层端口访问的支持能力完成对PCL－1800、PCI－1720，PCI-1761等板卡底层端口的读写，并通过MSCOMM控件完成与ADAM5000/485的实时通信。同时利用Matlab强大数值计算功能和丰富的函数库，将Visual C++和Matlab二者的优势结合起来，实现二者无缝隙的连接，实现对震动等信号的小波处理。