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天然气管线-广州站

西亚东输项目照片

引言

压缩机组是天然气长输管道工程的核心设备,电驱压缩机组具有运行稳定、故障少、操作维护简单、运行维护费用低、效率高、节能降耗、清洁环保等优点,是压缩机组的优先选择的驱动方式并得到广泛应用。西气东输、陕京线、中贵、中缅、川气东送及正在建设的西三线、中俄东线等项目均采用了大量的变频调速电驱压缩机组。

天然气长输管道的电驱压缩机组的功率大,电压等级高,系统复杂,对设备的稳定性要求近乎苛刻,以前一直采用进口设备。2009年,国家能源局牵头推动长输管道关键设备的国产化,其中就包括20MW级高压变频器的国产化。近年来,随着该项目的成功,国产的20MW级高压变频器已经基本替代了进口机组,在天然气长输管道压气站已有数十套运行业绩,且新建的电驱压气站基本均采用国产的高压变频器作为驱动装置。

能传电气技术团队结合其在20MW级电驱压缩机组高压变频器的国产化研制及工业性应用实施过程中积累的产品设计和现场应用经验,推出了新一代的NC HVVF系列大功率高压变频器。该产品较上一代的国产机组进行了多项重大改进和升级,使得产品的电气和安全防护性能得以大幅度提升,可以更好地满足天然气长输管道电驱压缩机组的应用需求。该产品已经在西气东输广州压气站实现了成功投运。

应用

西气东输广州压气站是国家能源局督办的重点项目,对于改善地方产业结构升级和能源结构优化,促进管道沿线经济和社会低碳绿色发展,造福沿线地区人民群众,推动广东省社会经济与环境的良性循环与可持续发展,具有重要的现实和战略意义。

西气东输广州压气站的1#电驱压缩机组采用了能传电气的新一代20MW级高压变频器作为驱动装置,驱动电机为高速同步电机,额定电压10kV,额定功率18MW,额定转速4800rpm,励磁采用异步交流无刷励磁。高压变频器产品型号为NC HVVF 10/10-22000SLO。NC HVVF为高压变频器产品系列号;10/10表示额定输入电压为10kV,额定输出电压为10kV;22000表示变频驱动额定容量为22000kVA;S表示驱动同步电机;L表示功率单元水冷散热;O表示采用油浸变压器。

变频器的一次原理框图如图所示。变频器输入侧采用油浸式变压器,36脉冲整流技术,每个功率单元由变压器具有不同角度相位差的次级绕组供电,可以消除35次及以下的谐波,网侧谐波指标达到国家标准要求,无需配置输入滤波器。因此,完全没有了引发电网谐振的诱因,彻底消除了电网谐振的发生。每相4个1550V/1450A的高压功率单元串联,形成相电压9电平,线电压17电平输出,输出波形基本为标准正弦波波形,du/dt小,对电机及其连接动力电缆的绝缘无影响,更有利于电机长期稳定运行。

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高压变频器一次框图

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NC HVVF 10/10-22000SLO的实物图

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电机和压缩机的实物图

新一代20MW级NC HVVF系列高压变频器更加适应压气站的应用需求,运行稳定可靠,现场仅用了计划时间的30%就完成了从高压上电到满载投运的整个调试过程,为广州压气站的成功交付使用奠定了良好基础。

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额定负载时的波形图

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额定负载时输入电流谐波频谱图

客户反馈

根据以往工程经验,变频器调试需15-18天,实际仅用5天就完成变频器调试,为顺利投产打下了坚实基础。到目前为止,该项目运行良好。

该项目帮助客户提供:

(1)显著降低维护成本

(2)实现了节能

(3)功率因数达到了国家标准,避免了巨额罚款。

更多信息


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压缩机

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成功调试

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变频器现场


结束语

能传电气自主研发的新一代20MW级高压变频器,采用油浸式变压器,高压水冷功率单元,高性能矢量控制算法。该产品较上一代的国产机组进行了多项重大改进和升级,使得产品的电气性能以及安全防护性能得以大幅度提升,可以更好地满足天然气长输管道电驱压缩机组的应用需求。该产品已经在西气东输广州压气站实现了成功投运,对于提升国产电驱压缩机组的整体技术性能具有重要作用,可以在今后的天然气长输管道压气站建设中推广应用。

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