目前，国内火电厂中大量的6kV风机和水泵需要进行节能改造，节能改造最有效的技术手段就是采用变频器。高压变频器在国内还没有合适的产品，而在国外，工业发达国家的高压变频器技术已趋于成熟，已推出了一系列高压变频器产品。如：美国GE公司的INNOVATION MV、ABB公司的1557 MV (1557 M)、罗宾康公司的HARMOVY，ROSS HILL公司的VFD;欧洲西门子公司的 SIMOVERT MV、ABB公司的ACS 1 000、 ANSALOD公司的VFD;B本Fuji公司的 FRENIC4600 FM4。

1 高压变频器的类型和特点

高压变频器的类型主要分为二种，即高一低一高型和高一高型。而高一高型又分为二种，即多重化技术型和高耐压器件型。下面分别了介绍它们的构成及特点。

1.1 高—低—高型

高一低一高型高压变频器，亦称间接高压变频器，它由输入变压器、低压变频器和输出变压器组成。输入变压器为降压变压器，它将高压电源降至变频器所允许的电压，经低压变频器后，再经输出变压器即升压变压器升压后，供给高压电动机。

高一低一高型高压变频器由于经历两次电压变换，增加了电能损耗，影响了节能效果，并且占地面积大，还产生了大量的高次谐波，具有较明显的缺陷。由于这种类型变频技术难度相对较小，投资相对较低，故适用于功率小于200KW的高压电动机。

1.2 高一高型

1.2.1 多重化技术型

所谓多重化技术就是采用多组低电压小功率IGBT(绝缘栅双极型晶体管)PWM变频单元串联输出为高压变频器，实现大功率集成。各变频单元由一个多绕组的隔离变压器供电，并以高速微处理机和光导纤维实现控制和通信。其输出电压为2.3—6kV，功率为 800—5600kW。

多重化技术型与一般三电平技术变频器的输出谐波相比较，多重化技术型高压变频器 19次以下的谐波几乎完全消除，所以不需要任何输出滤波器，从本质上就能保证提供正弦波电压输出，而且即使在低速时也能保持很好的正弦波形，不需要配置输出滤波器。因此多重{C技术型高压这频器消除了因谐波造成的电机振动、噪音和温升等问题。由于谐波大为减少，所以变频器的效率高达98%以上。又由于采用{氏压功率器件，所以工作可靠，调速性能优越，且完美无谐波，对电网几乎无影响，它适合于功率为1MW以上的高压电动机的应用。多重化技术型高压变频器的缺点是价格昂贵，占用空间较大，安装较困难。

1.2.2 高耐压开关器件型

变频器中常用的开关器件多为IGBT GTR(大功率晶体管)、GTO(门极可关断晶闸管)等。由于制造水平及厚材料等原因，这些开关器件的耐压值一般在1.2—1.8kV，很难直接应用于 6kV的电压。为了攻克这一技术难题，国内外许多科研机构和大的电气公司都倾注了大量的人力和物力进行研究，现已开发出了高耐压开关器件。如ABB公司的 IGCT(场控晶体管)，耐压为3.9kV;西门子公司的HV—IGBT，耐压为4.5kV。

西门子公司的SIMOVERT MV系列变频器就属于高耐压开关器件型高压变频器，它采用传统的交一直一交变频器结构，整流部分采用12脉冲或24脉冲二极管整流器，逆变部分采用三电平 PWM逆变器。由于采用了耐压较高的开关器，使串联的开关器件数减少。这样使制造成本降低，柜体尺寸减少，可靠性提高。但是，由于逆变部分采用了传统的三电平方式，所以不可避免地会产生比较大的谐波分量;因此，输出侧需要配置滤波器才能应用于通用电动机，否则，必须配用西门子的专用电动机。若采用具有输入滤波器的AFE有源前端整流器，几乎可以不存在向电网反馈谐波电流。当然，这种采用AFE 高动态性能的SIMOVERT MW装置，控制线路复杂，价格昂贵一般情况下不采用。

2 高压变频器在火电厂的应用前景

变频调速技术在火电厂的应用是从给粉机调速开始的，许多火电厂都对给粉机进行了变频调速改造，与滑差电机调速相比，给粉机变频调速使煤粉的供给更加均匀，锅炉的燃烧更加稳定，收到了较好的控制效果。但变频调速不仅是改善控制质量，重要的是节能，因此，随着高压变压器技术的逐渐成熟，变频调速在我国火电厂的高压电动机上的应用将开始增多，主要表现在以下几个方面。

2.1 送风机和引风机

送风机和引风机是火电厂中的耗电大户，其耗电量约占厂用电量的30%、占机组发电量的2%—4%。因此，正确选择送风机和引风机的调节风量的方式，对火电厂的安全和经济运行有着重要意义。风机调节风量方式的研究表明，采用变频调速方法效率最高，节电效果最为显著。因此，国内火电厂对送风机和引风机进行节能改造的工程已经开始，如：大庆华能新华电厂200MW机组有二台1250KW离心式吸风机，选用了两台多重化技术型完美无谐波高压变频器。其输入电压为6k~，输出电压为0—6kV。其输入电流为150A，输出电流为0—150A。其转速范围为75—750r/min。该厂引风机变频调速系统于1998年1月投运，至今运行良好，每台变频器年节约资金在35万元以上。

2.2 给水泵

由于高压变频器主要由国外进口，价格昂贵，所以国内大型火电机组(200MW以上) 的给水泵采用变频调速的实例还未见报道，但在国外火电厂已经应用。如：俄罗斯某电厂给水泵采用了电流型高压变频器，功率为5000KW，电压为6kV，转速范围为900—2880r/min;美国某火电厂的147MW机组的给水泵，采用变频调速后，年节电效益高达160万美元;日本也已经在250MW以上容量的火电机组的给水泵上采用了变频调速技术。由此看来，变频调速在国内大型火电厂组给水泵上的应用已为期不远。

2.3 灰桨泵

大庆华能新华电厂的灰桨泵采用了电流型高一低—高变频器，功率为450KW，电压为6kV，转速为150—1500r/min。

3 结束语

在火电厂中的各种动力设备中，风机和水泵占绝大部分。由于电网调峰力度加大，各电厂的负荷范围变化较大，所以必须实时调节风机和水泵的流量以适应负荷的变化。然而，目前调节流量的方法多为节流调节，浪费了大量的电能。随着厂网分开，竟价上网改革的深入，节能已成为各电厂的重要工作，只有降低厂用电率、降低发电成本、才能提高出厂电价的竞争力，因此，采用变频技术，对电厂辅机进行节能改造，是各电厂的当务之急。

节能改造的初步实践已经证明，在节电率相同的条件下，电动机的功率越大，节电效益越大，因此，在送风机引风机和给水泵等大型旋转机械上采用变频调速是火电厂节能改造的新趋势，它的应用前景是相当广阔的。

参考文献

1 贾贵玺，高压变频调速技术的研究及其应用，变频器世界，2000，8

2 陈梅娟，电站锅炉风机的调节方式和发展前景， 华东电力，2000，11

3 杨庆柏，热工过程控制仪表，北京：中国电力出版社，1998