一、引言 

目前,我國大型異步電動機應用變頻調速剛剛起步，可是，國外已經廣泛使用，而且隨著電力電子器件的發(fā)展，高壓變頻裝置的型式也是多種多樣。按拓撲結構分就有IGBT直接串聯(lián)型，三電平型和多單元串聯(lián)電壓疊加型等。

通過長期的運行實踐可以發(fā)現(xiàn)：大功率風機、水泵等需調速的設備運用高壓變頻調速系統(tǒng)驅動表現(xiàn)出良好的經濟效益、其可靠性也得到保證。而且,變頻調速以其優(yōu)異的調速、起動和制動性能、易于自動化控制、高效率、高功率因數(shù)、良好的節(jié)電效果及廣泛的適用范圍等優(yōu)點被國內外公認為是最有發(fā)展前途的調速方式。

在低壓變頻器驅動的低壓電動機進行節(jié)能改造后，驅動大型水泵和風機的高壓大功率電動機的節(jié)能改造正在以驚人的速度推進，高壓變頻器、內饋調速等多種高壓電動機的調速方法發(fā)展迅速，特別是高壓頻器以良好的調速性能和較高的效率得到了廣大客戶的認可。

二、工況

山東玲瓏橡膠有限公司是世界輪胎20強、全國三大輪胎生產廠家和全國1000戶最大工業(yè)企業(yè)之一。擁有橡膠、水泥、機電和電廠等分屬公司，其中電廠有兩個15MW的發(fā)電機組和一個30MW的發(fā)電機組，除了給自主產供電、供氣外，還給市區(qū)供曖。15MW的兩個發(fā)電機組共有三臺鍋爐組成，三臺鍋爐的給水泵由四臺355kW/10kV的高壓電機驅動，正常運行的時候是三用一備。

經過多方的研究和論證，將鍋爐給水由原來是的閥門調節(jié)改為變頻調速恒壓給水。而且在壓力變化差不大的情況下，只將2＃給水泵變頻改造。

三、改造方案

近兩年，高壓變頻器發(fā)展迅猛，涌現(xiàn)出生產高壓變頻器的大小廠數(shù)十家。但是，各廠家的主拓撲結構都相差無幾。通過各種途徑的考察與比較，玲瓏集團最終選擇深圳市微能科技有限公司的自主研發(fā)、生產的多單元串聯(lián)的高─高形式的WIN—HV系列高壓變頻器，這種結構的高壓變頻器具有良好的輸入、輸出波形，非常高的性價比，可靠性高，即便個別單元有故障，也可將其所在的一組單元旁路，降頻使用。這對于風機、水泵的運行特性具有相當?shù)目煽啃浴?/span>

下面是WIN-HV系列高壓變頻器主回路原理圖：

以下是輸入、輸出電流波形圖和輸出電壓波形圖：

（一）、根據(jù)現(xiàn)場情況和可具備的各種條件，決定采取以下改造方案：

1、2＃給水泵采用一拖一的方式，因有備用設備未使用旁路系統(tǒng)；

2、從母管上取壓力變送器的4～20mA電流信號作為反饋，給定頻率根據(jù)用戶從DCS系統(tǒng)直接給定；

3、運行信號、停止信號從DCS系統(tǒng)給定；

4、高壓變頻器的狀態(tài)信號從變頻器的控制柜里送到DCS系統(tǒng)，以便實時觀察；

5、改造后的母管壓力值達到工藝要求6.8MPa以上；

6、將每臺水泵的旁通閥關閉，用高壓變頻器調節(jié)高壓電機的轉速來調節(jié)所需的流量。

（二）、閉環(huán)控制：

將各泵的旁通閥關閉，利用變頻系統(tǒng)自帶的PID功能實現(xiàn)的閉環(huán)控制，由DCS給出給定連續(xù)可調的4～20mA對應0～10MP壓力，由母管上的壓力變壓器0～10MP壓力信號對應4～20mA反饋給變頻器，通過PID功能來控制輸出轉速的高低，實現(xiàn)自動調整給水流量的目的。

四、效益分析

根據(jù)水泵的運行特性，流量與轉速成正比，電機的功率與轉速的立方成正比，即，因此，當然用水量降低的時候可以用降低電機的轉速來滿足生產需，而無需再用閥門調節(jié)，如此就可以省下用閥門調節(jié)損耗的電能了。以下是2＃水泵變頻改造前和改造后的數(shù)據(jù)對比（采集一個月的數(shù)據(jù)，得出平均值，每月按30天計算，每年按330天計算）：

從上述表格的數(shù)據(jù)可以看出，每年的電費就可以省下32萬多元。

五、結束語

隨著國家對節(jié)能環(huán)保越來越重視和大量的節(jié)能減排優(yōu)惠政策陸續(xù)出臺，企業(yè)對生產過程當中能源的浪費現(xiàn)象日益重視，紛紛加強合理利用能源的管理，降低生產成本，提高企業(yè)的競爭力，為變頻器的發(fā)展與推廣起到了關鍵作用，也為風機與水泵的節(jié)能運行和提高其運行效率提供了有效途經。

作者簡介：

李建勛 現(xiàn)任職于山東玲瓏集團熱電廠，擔任電氣工程師。 歐榮華 現(xiàn)任職于深圳市微能科技有限公司高壓事業(yè)部，從事技術支持工作。

參考文獻： 變頻器應用手冊 吳忠智等

高壓變頻調速技術應用實踐  徐甫榮