一,、 概況

　　福州城門水廠為福州自來水公司下屬水廠之一，設(shè)計日供水能力10萬噸,，送水泵房原配備450 kW/10 kV水泵2臺,、315 kW/10 kV水泵2臺，全部定速運行,。由于日夜供水流量差異較大,，需要調(diào)節(jié)閥門或倒開大小水泵。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，維修費用加大,，另外也導(dǎo)致水壓的經(jīng)常波動,，時常出現(xiàn)爆管等現(xiàn)象。另外由于水泵級差配置不是十分合理,，原來為了減少開停泵次數(shù),，也經(jīng)常采用控制閥門來調(diào)節(jié)流量和水壓，造成不少能源浪費,。為了穩(wěn)定供水水壓,、提高供水自動化水平，節(jié)約能源,，福州自來水公司決定采用變頻器對水泵作調(diào)速改造,。

　　福州自來水公司經(jīng)過多方調(diào)研，SIEMENS、AB,、ABB,、ROBINCON等所有國外廠家都沒有直接10 kV的高壓變頻器，要么采用高-低方案,，要么采用高-低-高變換方案,，諧波大，效率低,，技術(shù)上比較落后,。三電平產(chǎn)品輸出電壓最高只能到4.16 kV，ROBINCON變頻器的輸出電壓也只有6 kV,，無法直接適用于10 kV電網(wǎng),，并且產(chǎn)品允許的電壓波動范圍也無法滿足福州當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)工況要求。北京利德華福電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的 HARSVERT-A10/035高壓大功率變頻器為10 kV的直接高-高型變頻器,，諧波少,，功率因數(shù)高，適用于普通電機,，并且由于是國內(nèi)產(chǎn)品,，可以按照電網(wǎng)工況特殊設(shè)計，適合于中國國情,，備件容易,，維護簡單，于是最終決定采用國產(chǎn)HARSVERT-A10/035變頻器對4#水泵機組作調(diào)速改造,。

二,、 變頻器的應(yīng)用方案

　　HARSVERT-A10/035為10 kV變頻器，直接接受10 kV高壓輸入,，直接提供0-10 kV的高壓輸出,。4#機組的電機為蘭州電機生產(chǎn)的450 kW/10 kV普通三相異步電動機。

　　圖中KM為原來4#水泵機組的10 kV高壓開關(guān),，BPQ為北京利德華福電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的HARSVERT-A10/035變頻器,，DJ為4# 機組的450 kW/10 kV普通三相異步電動機。4#機組用變頻器調(diào)速改造時,，只需斷開原高壓開關(guān)和電機之間連線,，將變頻器串入即可。為了改造后對變頻器和電機實施有效保護,，對KM的合分閘控制回路需要按如下要求進行改造：

　　 KM在得到變頻器的合閘允許節(jié)點（閉合有效）后,，方可合閘；
　　 KM在得到變頻器的緊急分斷節(jié)點（閉合有效）后,，必須立即分斷,；

三,、 變頻器的性能參數(shù)

　　HARSVERT-A10/035變頻器的主要性能指標如下：
　　　　變頻器容量　　　　　　　　600 kVA
　　　　額定輸出電流　　　　　　　35A
　　　　輸入頻率　　　　　　　　　45Hz到55Hz
　　　　額定輸入電壓　　　　　　　10000V
　　　　輸入功率因數(shù)　　　　　　　≥0.96（大于20%負載時）
　　　　輸出頻率范圍　　　　　　　0.01Hz到50Hz（即：調(diào)速范圍0-100%）
　　　　變頻器效率　　　　　　　　≥96％
　　　　輸出頻率分辨率　　　　　　0.01Hz，無級調(diào)速
　　　　過載能力　　　　　　　　　120%一分鐘,，150%立即保護

　　 由于福州市電壓波動頻繁,，并且波動幅度較大，在變頻器的設(shè)計過程中,，按照用戶的特殊要求,，將變頻器允許的電壓波動范圍由標準的±10%提高到±15%。另外由于南方地區(qū)天氣炎熱,，濕度大,，變頻器設(shè)計的最大環(huán)境溫度為+45℃，以充分滿足變頻器在福州地區(qū)長期穩(wěn)定運行的需要,。

　　變頻器有“本地”及“遠程”兩種控制方式,，可以在機旁開、停電機及調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,；也可以在遠程的控制室通過計算機終端對水泵進行開,、停電機及調(diào)轉(zhuǎn)速等操作。

　　變頻器對閥門實現(xiàn)聯(lián)動控制,，為此需要現(xiàn)場向變頻器提供閥門狀態(tài)節(jié)點（全開,、全關(guān)），變頻器對閥門輸出開閥和關(guān)閥控制信號,。

　　變頻器具有水壓自動閉環(huán)調(diào)節(jié)功能,。為此需要現(xiàn)場向變頻器提供一路反映管網(wǎng)水壓大小的模擬信號。

四,、 項目實施情況

　　2000年7月11日，北京利德華福電氣技術(shù)有限公司和福州榕水物資供應(yīng)有限公司簽定變頻器購貨合同,；
　　2000年11月14日：變頻器運抵福州,，同日完成了變頻器的卸車、開箱,、吊裝和柜體安裝工作,。
　　2001年1月19日：變頻器全部調(diào)試完畢，開始全負荷運行,。
　　2001年1月21日：用戶技術(shù)培訓(xùn),、現(xiàn)場操作培訓(xùn)。
　　2001年1月22日：完成變頻器交接,、驗收工作,。

五、 變頻器運行情況

　　HARSVERT-A10/035變頻器雖然單體尺寸比較大,，但由于所有部件包括變壓器都安裝在柜體之中,，集成為一個有機的整體，不需要另辟變壓器安裝場地，現(xiàn)場安裝工作量小,，總占地面積相對于其他種類的變頻器仍然較小,。

　　變頻器投入運行后，由于電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù),，在各種負載情況下,，和工頻運行相比，電網(wǎng)側(cè)的電流都大大下降,。電機的無功電流都由變頻器直接補償,，根本不需要無功補償裝置。

　　電機和水泵采用變頻器進行調(diào)速運行后,，在有效的調(diào)速區(qū)段內(nèi),，運行都十分平穩(wěn)。與原來工頻運行相比,，由于變頻器對電機實現(xiàn)真正的柔性啟動,，啟動電流大大減小，對機組沒有任何沖擊,，相應(yīng)的延長了這些設(shè)備的使用壽命,，大大減少了維護工作量和維護成本。

　　變頻器有效的水壓閉環(huán)控制功能,，使水壓調(diào)節(jié)平滑可靠,，轉(zhuǎn)速無波動。以前夜間在水量變化較大時,，水壓的大幅度波動經(jīng)常造成爆管等現(xiàn)象,，使得值班人員時刻得提高警惕，不敢稍有疏忽,，除了不得不時常調(diào)節(jié)閥門外,，還得經(jīng)常倒開大小水泵。采用變頻器進行水壓閉環(huán)控制后,，爆管現(xiàn)象得到根本杜絕,，因為爆管造成的供水中斷及損失再沒有出現(xiàn)。

　　由于變頻器配置了閥門聯(lián)動控制功能,，在啟停水泵的過程中,，變頻器能自動進行開閥關(guān)閥操作，同時許多操作都可以在值班室電腦終端上點擊鼠標來實現(xiàn),，使得水泵的啟停變得相當(dāng)簡單,，操作人員工作量大大減少。

　　在變頻器安裝調(diào)試期間,，曾經(jīng)出現(xiàn)過變壓器線圈過熱,、少數(shù)螺栓斷裂等現(xiàn)象,，但這些問題在調(diào)試過程中都得到徹底解決。變頻器調(diào)試完成交付使用至今,，運行一直十分穩(wěn)定,，從未出現(xiàn)大的故障。盡管有時因為水壓反饋信號干擾太大引起水壓小幅度波動,，但用戶經(jīng)過對現(xiàn)場水壓信號加強濾波,，這些小問題也都基本根除。

　　從變頻器的運行情況看,， HARSVERT-A10/035型高壓大功率變頻器性能良好,，運行穩(wěn)定，簡單實用,，節(jié)能及附加綜合效益都十分可觀,。由于啟用了變頻器，水廠簡化了操作流程,，減少了值班人員的工作量,，無需值班人員人工倒泵、開閥,，而且變頻器大大減少了了對電機,、水泵的啟動沖擊，方便了機組的保養(yǎng),、維護,，延長了電機、水泵的使用壽命,，給我們帶來了一定的間接經(jīng)濟效益,。