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，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系,，可靈活選擇現(xiàn)場控制 / 遠程控制,，適應現(xiàn)場多變需求。
3.2.8 采用載波移相控制技術,，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)試以及培訓操作人員便于維護,。
3.2.10 采用準優(yōu)化 SPWM 調(diào)制技術，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)設定,、功能設定、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 , 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,。 公司領導需要了解變頻器現(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?，F(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)實際供水需要設定所需壓力，變頻器自動恒壓運行,，壓力設定方便,，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,，也特別適合于舊設備中改造。在水廠應用變頻調(diào)速技術,，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)速應用中具有無可比擬的優(yōu)越性。