本文著重介紹了國產(chǎn)高壓變頻器在湖北大冶特鋼水廠的應(yīng)用情況。對高壓變頻系統(tǒng)作了說明。改造結(jié)果表明，采用國產(chǎn)高壓變頻器對水廠的供水泵設(shè)備進行調(diào)速節(jié)能改造，具有較高的社會效益和經(jīng)濟效益。 關(guān)鍵： 高壓變頻器給水泵 節(jié)能 一.引言: 大冶特鋼水廠擔負著公司家屬區(qū)的供水任務(wù)，日供水 30 萬噸，供水泵房配備了六臺水泵機組，其中 1# 、 2#、3#、4#機組為550KW/6KV，5#、6#機組為300KW/6KV。改造前水泵全部定速運行，由于日夜供水流量變化較大，經(jīng)常需要倒開大小泵，來滿足供水的需要，由于水泵頻繁啟停帶來的沖擊，引起電機、水泵和閥門故障率增加，維修費用增大，另外也導(dǎo)致水壓經(jīng)常波動，時常出現(xiàn)爆管等現(xiàn)象。為了穩(wěn)定供水壓力，提高供水能力，提升供水自動化水平，節(jié)約能源，降低供水成本，大冶特鋼公司水廠決定采用變頻器對水泵進行調(diào)速改造。大冶特鋼公司水廠經(jīng)多方調(diào)研，認為高壓變頻器采用高 -低方案 、 高 -低-高方案技術(shù)落后，諧波大，效率低，決定采用高-高方式進行改造，而高-高方式又可分為三電平、器件直接串聯(lián)及功率單元串聯(lián)等方式。目前，功率單元串聯(lián)方式技術(shù)最成熟，產(chǎn)品運行可靠。水廠又經(jīng)多方比較性價比，決定選用我公司生產(chǎn)的風光牌JD-BP37型高壓變頻器對1#、2# 水泵機組作調(diào)速改造。風光牌 JD-BP37 型 高壓變頻器為直接 高 -高、電壓源型變頻器，采用功率單元串聯(lián)方式，諧波少，功率因數(shù)高，適用于普通電機，性能優(yōu)越，適合中國國情。 二.水廠設(shè)備概況: 大冶特鋼公司水廠決定 1#、2#機組采用變頻調(diào)速改造，采用一帶二的形式，即高壓變頻器拖動1#、2#機組任一臺，當其中一臺機組檢修時，拖動另外一臺機組運行。 1#機組電機和水泵的主要參數(shù)如下： 1）水泵 2） 電機 型號 20SH-9 型號 JS158-6 額定流量 2016m 3 /h 額定功率 550KW 額定揚程 59m 額定電壓 6KV 額定軸功率 390KW 額定電流 64A 額定效率 83% 額定功率因數(shù) 0.89 額定轉(zhuǎn)速 970rpm 額定轉(zhuǎn)速 985rpm 三．風光牌JD-BP37-560F高壓變頻器的功能介紹: 大冶特鋼公司水廠決定選用我公司生產(chǎn)的風光牌JD-BP37-560F高壓變頻器對1#、2# 水泵機組作調(diào)速改造。 3.1JD-BP37-560F高壓 變頻器的主要性能指標 : 變頻器功率 560KW 額定輸出電流 80A 輸入頻率 45HZ 到 55HZ 額定輸入電壓 6KV 允許電壓波動 ± 20% 輸入功率因數(shù) ≥ 0 . 98 輸出電壓范圍 0 ～6KV 變頻器效率 ≥ 96% 輸出頻率范圍 0～50HZ 過載能力 100% 連續(xù) 160% 連續(xù) 1min 220% 允許 1 . 5S 3.2 JD-BP37-560F 高壓變頻器主要技術(shù)性能: 3.2.1 高——高電壓源型變頻器，直接 6KV 輸入，直接 6KV 輸出，無須任何輸出變壓器或濾波器，適配于普通高壓電動機，對電機、電纜絕緣無損害。 3.2.2 輸入功率因數(shù)高，電流諧波小，無須功率因數(shù)補償、諧波抑制裝置。 3.2.3 單元電路模塊化設(shè)計，維護簡單，互換性好。 3.2.4 輸出階梯正弦 PWM 波形。 3.2.5 高壓主回路與控制器之間為光纖連接，強弱電隔離，安全可靠。 3.2.6 完善的故障檢測，精確的故障保護及準確的定位顯示和報警。 3.2.7 內(nèi)置 PLC ，易于改變控制邏輯關(guān)系，可靈活選擇現(xiàn)場控制 / 遠程控制，適應(yīng)現(xiàn)場多變需求。 3.2.8 采用載波移相控制技術(shù)，大大抑制了輸出電壓的諧波成分，保證輸出波形是完美正弦波。 3.2.9 控制電源與高壓電相互獨立，無高壓可以檢測變頻器輸出，便于現(xiàn)場調(diào)試以及培訓(xùn)操作人員便于維護。 3.2.10 采用準優(yōu)化 SPWM 調(diào)制技術(shù)，電壓利用率高。 3.2.11 功率單元經(jīng) 24 小時高溫老化、 150 ％負載試驗，可靠性高。 3.2.12 中文 Windows 操作界面，彩色液晶觸摸屏操作。主界面如圖 2 示。用戶操作監(jiān)控系統(tǒng)界面十分友好和完善，系統(tǒng)包括上位機（商用 PC 機）、下位機（工控機）、單片機。其中單片機給用戶提供一個 4 位 LED 數(shù)碼顯示屏和一個 12 鍵的小鍵盤操作平臺，可對變頻器進行全部操作，包括參數(shù)設(shè)置和各種運行指令。工控機用觸摸屏和通用鍵盤給用戶提供操作平臺，其功能更齊全，包括參數(shù)設(shè)定、功能設(shè)定、運行操作、運行數(shù)據(jù)打印、故障查詢等等。上位機（商用 PC 機）放在總控室，可對多臺變頻器進行遙測、遙控。若只有一臺變頻器，上位機可省，或讓客戶自定。 3.2.13 可接收和輸出多路工業(yè)標準信號。 3.2.14 可打印輸出運行報表 。 變頻器除了以上基本功能以外 , 還具有如下特殊功能 ： （1）.閥門真空度檢測。變頻器在啟動水泵以前 ,會自動判斷真空度的值,如果沒有真空度或沒有達到要求,變頻器會提供報警信號,并拒絕啟動水泵。 （2）配置工頻旁路。 變頻提供手動旁路開關(guān) , 使水泵機組既可變頻運行 , 又可工頻運行。 （3）電機溫度自主控制。變頻器對電機溫度進行檢測 , 并在變頻器主界面顯示電機溫度 。當 電機溫度過高時 , 變頻器會提供報警信號。 （4）具有“本地”及“遠程”兩種工作方式。 根據(jù)用戶的需要,既可以在變頻器旁開停操作及調(diào)節(jié)參數(shù),也可在遠程的控制室通過微機對水泵進行控制 （5）具有閥門聯(lián)動功能。在開泵和停泵的過程中 , 值班人員無需再對 閥門進行任何操作 ,減輕了工人的勞動強度,實現(xiàn)開停泵的全部自動化。 （6）具有遠程撥號監(jiān)控功能。 公司領(lǐng)導(dǎo)需要了解變頻器現(xiàn)場運行情況 , 只需在終端微機安裝遠程撥號軟件,在需要時撥通專線電話 , 即可看到變頻器現(xiàn)場運行情況 。 四.改造方案: 2004 年 8 月,山東新風光電子科技發(fā)展有限公司和大冶特鋼公司水廠簽定變頻器購貨合同, 2004年10月,變頻器正式投入運行,調(diào)試一次成功,并完成變頻器驗收工作。 五.變頻器運行情況: 從變頻器投入運行近9個月的時間看,用戶完全達到了變頻改造的目的,使用變頻器后有以下優(yōu)點: （1）操作簡便,易于觀察。 變頻器運行時的所有數(shù)據(jù)及運行狀態(tài)在上位機顯示屏都可顯示 ,如運行頻率,輸入電壓,輸入電流,輸出電壓,輸出電流,開閉環(huán),壓力值等。上位機顯示屏操作簡單明了，觀察方便。 （2）電機及水泵機組運行平穩(wěn),溫升正常。 采用變頻器拖動的 1#、2#機組,電機為沈陽電機廠于1986年6月出廠的普通三相異步電動機,水泵為沈陽水泵廠于1987年8月出廠的離心式清水泵。在水泵機組的整個調(diào)速范圍內(nèi),電機和水泵都平穩(wěn)運行,沒有出現(xiàn)異常振動和噪音,電機及水泵的溫升也在正常范圍之內(nèi),且變頻器為軟啟動,啟動電流小,對機組的機械沖擊也大幅度減小。 （3）變頻器運行穩(wěn)定,性能良好。 風光牌 JD-BP37-560F高壓變頻器投入運行以來,運行穩(wěn)定,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)平滑可靠,電壓和電流正常,沒有出現(xiàn)異常現(xiàn)象。 （4）減輕了值班人員的勞動強度。 由于變頻器具有閥門聯(lián)動功能 ,隨著供水水量的變化, 值班人員在值班時通過微機遠程監(jiān)控系統(tǒng)進行操作,不再需要頻繁地開停大小泵及閥門,工作量大大減小。 （5）恒壓控制。采用壓力恒壓控制 ,用戶只需根據(jù)實際供水需要設(shè)定所需壓力，變頻器自動恒壓運行，壓力設(shè)定方便，精確穩(wěn)定，保證管網(wǎng)穩(wěn)定運行，提高了供水質(zhì)量。 （6）降低了維護費用。 由于變頻器對電機實現(xiàn)軟啟動，啟動電流小，對水泵機組沒有任何機械沖擊，相應(yīng)地延長了水泵、電機及閥門的使用壽命，大大降低了維護工作量和維護成本。 （7）節(jié)電效果明顯。 在大冶特鋼公司水廠，目前采用多臺水泵并聯(lián)供水方式，由于日夜供水量變化大，水廠一般采用開停大小泵的方式進行調(diào)節(jié)，而不采用閥門調(diào)節(jié)，盡管如此，還存在一定的能源浪費現(xiàn)象。水廠改造前一般采用一到兩臺水泵工頻并網(wǎng)向市區(qū)供水。用這種供水方式運行的 2004年9月，千噸水耗電指標為143.6度，采用了變頻器改造后，2004年10月，千噸水耗電指標為129.6度，綜合電耗指標下降了10%左右。經(jīng)過測算，不到兩年即可收回成本。 六.結(jié)束語: 從現(xiàn)場運行情況來看，山東新風光電子科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的 JD-BP37-560F 高壓變頻器性能優(yōu)越，運行可靠。不僅可以在新上自來水項目采用，也特別適合于舊設(shè)備中改造。在水廠應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，不僅提高了供水質(zhì)量、 供水能力，而且降低了供水成本 。 風光牌 JD-BP37-560F 高壓變頻器在大 冶特鋼公司水廠的成功運行，證明了其在水泵調(diào)速應(yīng)用中具有無可比擬的優(yōu)越性。