一、技術(shù)名稱：高壓變頻調(diào)速技術(shù)

二、技術(shù)所屬領(lǐng)域及適用范圍

電力、軋鋼、造紙、化工、水泥、煤炭、紡織、鐵路、食品、船舶、機(jī)床等工業(yè)1kV以上的高壓交流電機(jī)。

三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現(xiàn)狀

全國(guó)電動(dòng)機(jī)裝機(jī)總?cè)萘恳堰_(dá)4億多kW，年耗電量達(dá)12000億kWh，占全國(guó)總用電量的60%，占工業(yè)用電量的80%;其中風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)的裝機(jī)總?cè)萘恳殉^(guò)1.8億kW，年耗電量達(dá)8000億kWh，占全國(guó)總用電量的40%左右。目前，僅有約15%左右變頻調(diào)速運(yùn)行。目前該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)節(jié)能量90萬(wàn)tce/a，CO2減排約238萬(wàn)t/a。

四、技術(shù)內(nèi)容

1.技術(shù)原理

高壓變頻調(diào)速技術(shù)采用單元串聯(lián)多電平技術(shù)或者IGBT元件直接串聯(lián)高壓變頻器等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速系統(tǒng)的高輸出功率(功率因數(shù)>0.9(5)，同時(shí)消除對(duì)電網(wǎng)諧波的污染。對(duì)中高壓、大功率風(fēng)機(jī)、水泵的節(jié)電降耗作用明顯，平均節(jié)電率在30%以上。

2.關(guān)鍵技術(shù)

單元串聯(lián)多電平技術(shù)采用功率單元串聯(lián)電壓相加回路，采取變壓器多繞組別分組分壓整流單元均壓，單元電平疊加，通過(guò)IGBT逆變橋進(jìn)行正弦(PWM)控制，可得到單項(xiàng)交流輸出，每個(gè)功率模塊結(jié)構(gòu)及電氣性能上完全一致，可以互換。

3.工藝流程

具體工藝流程及原理圖見圖1，圖2。

圖1 主回路工作原理簡(jiǎn)圖

單元串聯(lián)多電平高壓變頻器原理示意圖

圖2 單元串聯(lián)多電平高壓變頻器原理示意圖

五、主要技術(shù)指標(biāo)

1.效率：≥96%;

2.輸出電壓范圍：3kV-11kV;

3.輸入電流諧波總含量：≤4%;

4.輸入功率因數(shù)：≥0.95。

六、技術(shù)鑒定、獲獎(jiǎng)情況及應(yīng)用現(xiàn)狀

該技術(shù)1997年通過(guò)了國(guó)家機(jī)械工業(yè)局組織的技術(shù)鑒定，并在部分電力，冶金推廣應(yīng)用，技術(shù)成熟可靠，節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益好。

七、典型應(yīng)用案例

典型案例1：北京大唐發(fā)電公司陡河發(fā)電廠

建設(shè)規(guī)模：1000kW/6kV風(fēng)機(jī)高壓變頻器改造。主要技改內(nèi)容：125MW調(diào)峰機(jī)組風(fēng)機(jī)變頻調(diào)節(jié)，主要設(shè)備為1000kW/6kV風(fēng)機(jī)變頻器。節(jié)能技改投資280萬(wàn)元，建設(shè)期18個(gè)月。每年可節(jié)能1160tce，年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益100萬(wàn)元，投資回收期24個(gè)月。

典型案例2：大冶特鋼第四煉鋼廠

建設(shè)規(guī)模：1600kW/6kV除塵風(fēng)機(jī)高壓變頻器改造。主要技改內(nèi)容：70t交流電弧爐除塵風(fēng)機(jī)變頻調(diào)節(jié)，主要設(shè)備為1600KW/6KV除塵風(fēng)機(jī)變頻器。節(jié)能技改投資280萬(wàn)元，建設(shè)期12個(gè)月。每年可節(jié)能2362tce，年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益276萬(wàn)元，投資回收期12個(gè)月。

八、推廣前景及節(jié)能減排潛力

目前，我國(guó)大功率的風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備約有30000萬(wàn)臺(tái)，其中只有約4000臺(tái)設(shè)備進(jìn)行了變頻改造，未來(lái)5年，預(yù)計(jì)推廣到50%，總投入38億元，節(jié)能能力可達(dá)300萬(wàn)tce/a，減排能力792萬(wàn)tCO2/a。