火力发电厂厂用高压电动机调速节能导则（DL/T 1111-2009）

　　1范围

　　本标准规定了火力发电厂辅机用3kV电压及以上电动机电气调速方式的选择方法和原则以及试验、验收规范。

　　本标准适用于火力发电厂风机、水泵类负载驱动电动机的电气调速节能设备选型和节能改造。

　　2规范性引用文件

　　下列文件中的条款，通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

　　GB/T 1094.11-2007电力变压器 第11部分：干式变压器

　　GB/T 2900.25-2008电工术语旋转电机

　　GB/T 10068轴中心高为56mm及以上电机的机械振动振动的测量、评定及限值

　　GB/T 12497三相异步电动机经济运行

　　GB/T 12668.4-2006调速电气传动系统 第4部分：一般要求交流电压1000V以上但不超过35kV的交流调速电气传动系统额定值的规定

　　GB/T 13466-2006交流电气传动风机(泵类、空气压缩机)系统经济运行通则

　　GB/T 13471节电技术经济效益计算与评价方法

　　GB/T 14549电能质量公用电网谐波

　　GB 50150-2006电气装置安装工程电气设备交接试验标准

　　DL/T 468-2004电站锅炉风机选型和使用导则

　　DL/T 596电力设备预防性试验规程

　　DL/T 994-2006火电厂风机水泵用高压变频器

　　DL 5000-2000火力发电厂设计技术规程

　　DL/T 5153-2002火力发电厂厂用电设计技术规定

　　DL/T 5161.5-2002电气装置安装工程质量检验及评定规程 第5部分：电缆线路施工质量检验

　　3定义

　　下列术语和定义适用于本标准。

　　3.1

　　厂用电率house power consumption rate

　　发电厂在生产过程中必需的自用电量占发电量的百分数。

　　3 2

　　调速电动机odjustable speed motor

　　在指定负载下，转速可在规定范围内调节到任意数值的电动机。

　　[GB/T 2900.25-2008《电工术语旋转电机》中的411-33-0]

　　3.3

　　变极绕组pole charting winding

　　-种绕组，其中两个或多个线圈组引出线接到端子，变换端子的相互连接方式可以改变绕组的极数。

　　[GB/T 2900.25-2008《电工术语旋转电机》中的411-37-38]

　　3.4

　　集电环collector ring；sup-ring

　　与电刷相接触的导电金属环。使电流从电路的-部分通过滑动接触流到另-部分。

　　[GBFF 2900.25-2008《电工术语旋转电机》中的411-4l-12]

　　3.5

　　临界转速critical whirling speeds

　　由转轴旋转所引起的横振动使电机转子的振动幅值达最大值时的转速。

　　[GB/T 2900.25-2008《电工术语旋转电机》中的411-48-40]

　　3.6

　　转差率slip

　　同步转速与转子实际转速之差，以标么值或同步转速的百分比表示。

　　[GB/T 2900.25-2008《电工术语旋转电机》中的411-46-07]

　　3.7

　　内反馈调速电机internal feedback speed regulation motor

　　在绕线电动机YR系列三相异步电动机的设计基础上，在定子上附加-套调节绕组，用于调速目的的特殊电动机。

　　3.8

　　变频调速装置frequency-varied regulationdevice

　　以改变输出频率及相应电压控制交流电动机转速的电源称为变频调速装置。

　　3.9

　　高压交流拖动电站风机(泵类)系统AC drivefan（pump)far power plant

　　由高压交流电动机、风机(泵类)、调速装置、传动机构、管网和辅助设备组成的系统，为电站锅炉和汽轮机配套使用。以下简称风机(泵类)系统或电机系统。

　　3.10

　　记录期accounting period

　　记录被测试系统输入电能参数和输出工质参数的时间段，该时间段应能反映负荷变化的规律。

　　3.11

　　无功经济当量var economic equivalent

　　电动机运行时1kvar无功功率所引起的电网有功功率损耗。

　　[GB/T 12497-2006《三相异步电动机经济运行》中的32]

　　3.12

　　烟气脱硫增压风机(简称脱硫风机或增压风机)flue gas desulfurization booster fan(FGDP fan or BUF)

　　在引风机后设置的用以克服烟气脱硫装置阻力的风机。脱硫风机有两种布置方式，一是布置于脱硫装置之前(亦称高温风机)；二是布置于脱硫装置之后(亦称低温风机)。

　　[DL/T468-2004《电站锅炉风机选型和使用导则》中的3.9]

　　4总则

　　4.1发电厂厂用电动机调速节能工作的任务是：发电企业结合本单位电力生产的实际，组织工程技术人员对高压交流拖动电站风机(泵类)系统的经济运行进行诊断，并作出评估报告；分析影响厂用电率的诸因素，制订和实施经济有效的电机调速节能措施，降低厂用电率，取得最大的节能收益。

　　4.2评估报告应包括系统及运行状况评价、检测方法及数据分析、提高能效的具体改进措施和成本效益分析。实施改进措施后，应对改进后的效果进行实验检测和分析，提供检测报告，并按GB/T 13471的规定进行经济效益评估。

　　4.3发电厂在规划和设计阶段，应把厂用电动机的调速节能作为一项重要的设计技术原则。初步设计文件中应提出厂用电的具体节能措施和耗电指标，并对电动机调速节能方案进行必要的技术经济比较和论证。

　　4.4发电厂应依靠科技进步，不断总结辅机电动机节能工作的经验，做好厂用电节能规划，积极慎重地推广应用国内外先进成熟的电动机调速技术，努力降低厂用电率。

　　4.5发电厂厂用电动机调速节能工作，是一个系统性工程，并不仅仅是单纯的调速改造。在进行节能改造之前，应作统筹规划，进行相应的节能分析和诊断，确认节能效果，在保证安全运行的前提下，把节能改造的经济性原则放在首位，投资回收期控制在合理的年限内，并以此为根据确定投资规模和设备选型。

　　4.6发电厂厂用电动机在进行调速节能改造的同时，应建立起节能检测、计量和相应的管理体系。

　　4.7发电厂厂用电动机调速节能，应把电动机调速改造和机组优化运行结合起来考虑。

　　5高压交流拖动电站风机(泵类)系统经济运行评价

　　5.1风机(泵类)系统经济运行计算与测量

　　5.1.1风机(泵类)系统额定效率

　　风机(泵类)系统额定效率为电动机、传动机构、调速装置、风机(泵类)额定效率的乘积，即

　　5.3提高风机(泵类)系统经济运行水平的措施

　　对风机(泵类)系统经济运行进行诊断，在记录周期内出现系统运行不经济的情况时，应分析并查找原因，提出提高经济运行水平的改进措施。

　　按DL 5000，电站锅炉风机在选型时风量和风压都留有一定的裕度，其中一次风机的风量裕度不小于5％～35％，压头裕量为10％～30％：送风机的风量裕度不小于5％～10％，压头裕量为lO％～20％；引风机的风量裕度不小于10％，压头裕量不低于20％。由于风机和电动机的型号和系列有限，在选型时通常选择大一系列号的设备，因此电站锅炉风机的风量和风压裕度往往比设计值大，导致风机的运行工况点偏离设计高效点。水泵类设备(如给水泵、循环水泵和凝结水泵等)也存在类似的情况。

　　当现有风机(泵类)系统容量裕度过大，长期在低负载下运行时，特别是机组调峰运行，现有风机(泵类)系统风量(流量)和压力变化较大，致使运行不经济，采用调速装置变速运行，是提高风机(泵类)系统运行效率的最有效途径。

　　6风机、水泵调速方式选择

　　机组常用的风机、水泵电气调速方式分为内反馈、变频调速、变极调速等。

　　6.1给水泵电动机

　　异步电动机可采用变频装置、内反馈调速装置。电机功率大于6000kW时，推荐采用同步电动机及变频调速方式。

　　6.2一次风机电动机

　　一次风机采用动叶可调轴流式风机时，不推荐采用调速装置。

　　高压头大容量前弯离心式风机，因易发生喘振，应慎重采用调速装置。

　　6.3送风机电机

　　送风机采用动叶可调轴流式风机时，不推荐采用调速装置。

　　离心式风机可采用高压变频或内反馈调速方式，但应保证其运行低速时能够满足汽轮机带热耗保证工况(THA)负荷。

　　6.4引风机电机、增压风机

　　推荐采用高压变频或内反馈调速方式。

　　引风机、增压风机采用动叶可调轴流式风机时，不推荐采用调速装置。

　　6.5循环水泵电机

　　推荐采用内反馈调速方式、双速电机，也可采用高压变频，但应考虑投资回收期。

　　6.6凝结泵电机

　　推荐采用变频调速和内反馈调速方式。

　　6.7功率小于350kw的电机

　　在校核成组电动机启动时380V厂用母线电压不低于60％后，推荐功率小于350kW的3kV及以上电机可采用或改造为380V低压电动机，采用低压变频调速装置。

　　7调速装置的选型及注意事项

　　7.1调速方式的选择

　　对新建机组，应优先考虑厂+用高压电机系统的调速节能方案，并对厂房布置、电气布线、继电保护等做统筹考虑(参照DL/T 5153的规定)。

　　对已存在的拖动系统进行调速改造时，首先应根据电动机负载的类型(参照第6部分)、已有风机或泵的特性、调速范围、启动转矩、年负荷曲线等要求选择改造方案，作出不同改造方案的经济分析比较，充分考虑初期设备投资、周期寿命期内维护管理成本(包括备件、售后服务和日常维护)和设备寿命等因素，选择在满足机组安全运行前提下能耗最低的方案。

　　7.2调速装置的容量选择

　　宜选用与电动机最大稳定运行功率相当的调速装置，也可以根据风机(泵类)设备设计工况点TB(TestBlack)流量的90％所对应的轴功率来选择。

　　对长时间重载或对过负载有特殊要求的情况，可选用额定功率(或额定电流)大一级的调速装置。

　　7.3变频调速装置的选择

　　推荐采用多重化电压源型、中性点箝位的三电平电压源型变频器。

　　选择中性点箝位的三电平电压源型变频器时应配置必要容量的输入滤波器和输出滤波器，应考虑配备保证注入厂用母线的电流谐波满足GB/T 14549、输出侧参数满足电动机安全运行的要求。

　　选择电流源变频器时，应选择18脉冲及以上拓扑结构；选择双PWM电流源型变频器时，应配置共扼电抗器并推荐采用变频调速专用电动机。

　　7.4内反馈调速装置的选择

　　推荐采用斩波式内反馈调速装置。

　　斩波式内反馈调速装置的斩波频率较低时，应考虑转矩脉动的影响。

　　7.5电动机的选择

　　采用凋速装置的电动机应采用强迫油润滑方式。

　　采用调速装置的电动机，应避免在阻尼不足的情况下，以接近临界转速(±20％)连续运行，对轴系谐振频带较宽并落在调速范围的电动机，不推荐采用调速装置。

　　采用调速装置的电动机，应避免电压和电流谐波产生的转矩脉动对机械结构产生有害的影响。

　　采用变频调速装置时，推荐采用变频专用电动机；如果使用普通电机，应确定变频器不会产生损害电动机定子绝缘和轴瓦的高频共模电压和高频轴电压，除常规的接地措施外，应当在电动机非传动端配备轴承绝缘措旖(参见GB/T 12668.4-2006中8.4.5.3的规定)。

　　变频器供电的电动机，在电压、频率基波相同的条件下，变频器供电和工频供电相比，噪声增加1dB～15dB，电机噪声限值以及降低噪声的措施由系统供应商与用户协商确定。

　　7.6变频调速装置和内反馈调速装置的运行环境设计

　　应根据装置的发热量进行散热系统设计，采取合理的散热方式，保证装置的长期工作环境稳定，并符合GB/T 12668.4-2006中5.1.2的规定。

　　如果运行环境存在湿度、粉尘、腐蚀性气体以及酸碱度等异常使用条件，应在系统设计时提前考虑。

　　7.7调速装置改造的控制系统和继电保护设计

　　调速装置的控制系统和继电保护设计应能保证机组各种工况下安全运行，包括系统稳态调节精度、机组快速减负荷RB(RunBack)工况等。

　　调速装置应具有较强的抗厂用电源扰动能力(如电压跌落、失波、瞬时停电和过电压等)，在厂用电切换、大负荷启动、同母线设备发生短路故障等情况下，能正常工作。

　　8调速系统试验、验收规范

　　8.1验收内容

　　8.1.1设备运抵现场、就位后的验收

　　调速设备运抵现场后，应在规定的时间内验收检查，并符合以下要求。

　　8.1.1.1外观检查

　　按装箱单检查组部件、备件，其规格、数量和技术参数应符合设计及合同要求，包装及密封应良好，外观检查合格。

　　8.1.12产品的技术文件应齐全

　　整套调速装置及重要部件的产品说明书、维护手册、出厂试验报告。

　　8.1.2主要部件的交接试验及验收

　　部件交接应在装置安装前进行。

　　8.1.2.1干式变压器或电抗器

　　应按照DL/T 596进行绝缘系统的高压电气交接试验，试验项目和标准见表2。

　　对于较小容量纯进口变频器，整流变压器和整流模块已连接且不便拆开的可不进行，进口变压器参考执行本条款。

　　8.1.6 72h试运行

　　在现场工况条件下，使调速装置尽可能地按实际工作的程序不问断地连续运行，在整个运行过程中其各种动作、功能及程序均应正确无误，连续运行72h即为合格。

　　8.2测试仪表准确度要求

　　测试仪表准确度应符合下列要求：

　　a)有功、无功电能表不低于1.0级；

　　b)电压表不低于0.5级：

　　c)电流表不低于0.5级；

　　d)功率因数表不低于0.5级；

　　e)频率表不低于1.0级；

　　f)有功功率表不低于0.5级；

　　g)压力表不低于1.0级：

　　h)流量表不低于1.5级；

　　i)转速表不低于0.25级。

　　测试仪表应该在规定的校验合格期内使用。

　　8.3工程交接、验收

　　工程交接验收时，应提供以下资料和文件。

　　8.3.1整套调速装置及重要部件的产品说明书、维护手册、出厂试验报告、产品合格证等。

　　8.3.2安装试验记录和调试报告。

　　8.3.3调速装置主要保护功能及定值设置清单、参数设置清单和控制参数设置清单。

　　8.3.4由具有相应试验资质单位出具的部件和系统的交接试验报告、节能量测试报告。

　　9节电效果测试及评价

　　9.1调速装置投入运行前后，输入电机系统的无功变化节约的电量

　　9.3节电效果的评价

　　按GB/T 13471进行节能效果评价。