天然氣管線-廣州站

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西亞東輸項目照片

引言

壓縮機組是天然氣長輸管道工程的核心設(shè)備，電驅(qū)壓縮機組具有運行穩(wěn)定、故障少、操作維護(hù)簡單、運行維護(hù)費用低、效率高、節(jié)能降耗、清潔環(huán)保等優(yōu)點，是壓縮機組的優(yōu)先選擇的驅(qū)動方式并得到廣泛應(yīng)用。西氣東輸、陜京線、中貴、中緬、川氣東送及正在建設(shè)的西三線、中俄東線等項目均采用了大量的變頻調(diào)速電驅(qū)壓縮機組。

天然氣長輸管道的電驅(qū)壓縮機組的功率大，電壓等級高，系統(tǒng)復(fù)雜，對設(shè)備的穩(wěn)定性要求近乎苛刻，以前一直采用進(jìn)口設(shè)備。2009年，國家能源局牽頭推動長輸管道關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化，其中就包括20MW級高壓變頻器的國產(chǎn)化。近年來，隨著該項目的成功，國產(chǎn)的20MW級高壓變頻器已經(jīng)基本替代了進(jìn)口機組，在天然氣長輸管道壓氣站已有數(shù)十套運行業(yè)績，且新建的電驅(qū)壓氣站基本均采用國產(chǎn)的高壓變頻器作為驅(qū)動裝置。

能傳電氣技術(shù)團(tuán)隊結(jié)合其在20MW級電驅(qū)壓縮機組高壓變頻器的國產(chǎn)化研制及工業(yè)性應(yīng)用實施過程中積累的產(chǎn)品設(shè)計和現(xiàn)場應(yīng)用經(jīng)驗，推出了新一代的NC HVVF系列大功率高壓變頻器。該產(chǎn)品較上一代的國產(chǎn)機組進(jìn)行了多項重大改進(jìn)和升級，使得產(chǎn)品的電氣和安全防護(hù)性能得以大幅度提升，可以更好地滿足天然氣長輸管道電驅(qū)壓縮機組的應(yīng)用需求。該產(chǎn)品已經(jīng)在西氣東輸廣州壓氣站實現(xiàn)了成功投運。

應(yīng)用

西氣東輸廣州壓氣站是國家能源局督辦的重點項目，對于改善地方產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化，促進(jìn)管道沿線經(jīng)濟(jì)和社會低碳綠色發(fā)展，造福沿線地區(qū)人民群眾，推動廣東省社會經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的良性循環(huán)與可持續(xù)發(fā)展，具有重要的現(xiàn)實和戰(zhàn)略意義。

西氣東輸廣州壓氣站的1#電驅(qū)壓縮機組采用了能傳電氣的新一代20MW級高壓變頻器作為驅(qū)動裝置，驅(qū)動電機為高速同步電機，額定電壓10kV，額定功率18MW，額定轉(zhuǎn)速4800rpm，勵磁采用異步交流無刷勵磁。高壓變頻器產(chǎn)品型號為NC HVVF 10/10-22000SLO。NC HVVF為高壓變頻器產(chǎn)品系列號；10/10表示額定輸入電壓為10kV，額定輸出電壓為10kV；22000表示變頻驅(qū)動額定容量為22000kVA；S表示驅(qū)動同步電機；L表示功率單元水冷散熱；O表示采用油浸變壓器。

變頻器的一次原理框圖如圖所示。變頻器輸入側(cè)采用油浸式變壓器，36脈沖整流技術(shù)，每個功率單元由變壓器具有不同角度相位差的次級繞組供電，可以消除35次及以下的諧波，網(wǎng)側(cè)諧波指標(biāo)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求，無需配置輸入濾波器。因此，完全沒有了引發(fā)電網(wǎng)諧振的誘因，徹底消除了電網(wǎng)諧振的發(fā)生。每相4個1550V/1450A的高壓功率單元串聯(lián)，形成相電壓9電平，線電壓17電平輸出，輸出波形基本為標(biāo)準(zhǔn)正弦波波形，du/dt小，對電機及其連接動力電纜的絕緣無影響，更有利于電機長期穩(wěn)定運行。

廣州1

高壓變頻器一次框圖

廣州2

NC HVVF 10/10-22000SLO的實物圖

廣州3

電機和壓縮機的實物圖

新一代20MW級NC HVVF系列高壓變頻器更加適應(yīng)壓氣站的應(yīng)用需求，運行穩(wěn)定可靠，現(xiàn)場僅用了計劃時間的30%就完成了從高壓上電到滿載投運的整個調(diào)試過程，為廣州壓氣站的成功交付使用奠定了良好基礎(chǔ)。

廣州4

額定負(fù)載時的波形圖

廣州5

額定負(fù)載時輸入電流諧波頻譜圖

客戶反饋

根據(jù)以往工程經(jīng)驗，變頻器調(diào)試需15-18天，實際僅用5天就完成變頻器調(diào)試，為順利投產(chǎn)打下了堅實基礎(chǔ)。到目前為止，該項目運行良好。

該項目幫助客戶提供：

（1）顯著降低維護(hù)成本

（2）實現(xiàn)了節(jié)能

（3）功率因數(shù)達(dá)到了國家標(biāo)準(zhǔn)，避免了巨額罰款。

更多信息

壓縮機

成功調(diào)試

變頻器現(xiàn)場

結(jié)束語

能傳電氣自主研發(fā)的新一代20MW級高壓變頻器，采用油浸式變壓器，高壓水冷功率單元，高性能矢量控制算法。該產(chǎn)品較上一代的國產(chǎn)機組進(jìn)行了多項重大改進(jìn)和升級，使得產(chǎn)品的電氣性能以及安全防護(hù)性能得以大幅度提升，可以更好地滿足天然氣長輸管道電驅(qū)壓縮機組的應(yīng)用需求。該產(chǎn)品已經(jīng)在西氣東輸廣州壓氣站實現(xiàn)了成功投運，對于提升國產(chǎn)電驅(qū)壓縮機組的整體技術(shù)性能具有重要作用，可以在今后的天然氣長輸管道壓氣站建設(shè)中推廣應(yīng)用。

高壓變頻器能傳頻率轉(zhuǎn)換器管線壓縮機電機速度控制能傳電氣上海能傳電氣有限公司大容量高壓變頻器

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