引言
變頻改造是一個系統(tǒng)工程。安裝變頻調(diào)速裝置后，風(fēng)機(jī)可軟啟軟停，減少設(shè)備機(jī)械沖擊，延長設(shè)備使用壽命。由于變頻調(diào)速裝置的頻率控制精度為0.1%，因此壓力控制精度大大提高，保護(hù)管網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)投運(yùn)一年來，運(yùn)行穩(wěn)定，調(diào)節(jié)效果顯著，節(jié)約了大量的電能。經(jīng)過測算每年可以節(jié)約60萬元以上的電費(fèi)，經(jīng)濟(jì)效益和社會利益顯著。
1 簡介
變頻器不僅能夠節(jié)約大量能源，而且可以解決生產(chǎn)工藝上能源的合理可靠應(yīng)用，近幾年我單位因工藝和節(jié)能需要，新上了不少高、低壓變頻器，而在我公司水處理中心泵站新上的1臺北京合康公司生產(chǎn)的10kv高壓變頻器，在節(jié)約能源和穩(wěn)壓控制上起到了關(guān)鍵作用，滿足了軋鋼生產(chǎn)對水壓的需求。該項(xiàng)目在設(shè)備選型以及電氣設(shè)計中可以作為一個典型的事例。
2 改造對象的描述
該泵站有兩臺水泵機(jī)組（一用一備），共用一個母管向軋鋼不間斷供高水壓冷卻水。該水泵機(jī)組的電機(jī)采用高壓10kv、710kw普通異步電機(jī)，兩臺分別接在不同母線段上；兩臺水泵的開、停由值班人員根據(jù)生產(chǎn)調(diào)度的要求進(jìn)行正常的開、停泵操作；該水泵機(jī)組的母官水壓要求為1.2mpa，流量1100m3/h左右；但由于用戶用水情況不穩(wěn)定，經(jīng)常產(chǎn)生突變，流量變化為100m3/h～1300m3/h，這樣該泵組的水壓變化很大，母管壓力太高時都可能出現(xiàn)超壓力，值班人員緊急通過調(diào)整出水閥門開度來控制母管壓力，水泵內(nèi)部的壓力就更高，這樣造成能源大量浪費(fèi)，而且這種情況容易造成水泵和母管的損壞，特別是母管上的卸壓閥動作頻繁經(jīng)常損壞，每年維修費(fèi)用就在20萬元以上。由于用戶的用水變化的特點(diǎn)無法改變，因此只有用變頻調(diào)速來滿足用戶供水的要求，同時使供水設(shè)備安全、穩(wěn)定運(yùn)行。
該中心泵站高壓水泵電機(jī)變頻改造范圍為1#機(jī)和2#機(jī)，采用一拖二方式進(jìn)行變頻改造。電機(jī)參數(shù)如附表所示。
3 變頻改造方案說明
高壓變頻器應(yīng)滿足該泵站兩臺電機(jī)變頻改造的技術(shù)要求，變頻器采用一拖二帶旁路方案，變頻器可分別帶1#或2#電機(jī)，當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時，可自動切換到另一臺電機(jī)工頻旁路運(yùn)行。高壓變頻器基本要求如下：
（1） 要求采用直接高壓的高－高變頻器；
（2） 要求變頻器整流脈沖數(shù)在18脈沖以上（含18脈沖整流）；
（3） 如果帶隔離變壓器要求一定為干式變壓器；變壓器盡量在變頻柜內(nèi)布置。
4 對于變頻改造的基本要求
按照改造要求，電機(jī)變頻將采用如下控制方式：
（1）一套變頻器裝置通過切換可以分別控制兩臺電機(jī)，即變頻器可在1＃、2＃電機(jī)之間手動切換運(yùn)行。變頻器兩臺出線開關(guān)之間、工頻開關(guān)之間以及工頻與變頻開關(guān)之間具有完善的硬接線閉鎖功能。
（2） 當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障，自動切換到工頻旁路運(yùn)行，保持生產(chǎn)的連續(xù)性，同時切換動作報警信號送監(jiān)控后臺。
（3）變頻器頻率可在0～50hz范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。變頻器單獨(dú)設(shè)置高精度pi調(diào)節(jié)功能，4～20ma壓力信號直接來自現(xiàn)場總管壓力變送器的4~20ma壓力信號，自動調(diào)節(jié)變頻器轉(zhuǎn)速達(dá)到恒壓閉環(huán)控制水管壓力的要求。
（4） 變頻器電源柜、工頻柜、變頻出線柜間的啟動停止及閉鎖等邏輯需進(jìn)入現(xiàn)場已有的plc監(jiān)控后臺。
（5） 可在變頻器操作鍵盤上方便地實(shí)現(xiàn)電機(jī)的啟停、速度給定及參數(shù)調(diào)整等。
（6） 在操作室plc后臺系統(tǒng)中可以對變頻器的壓力、電流、轉(zhuǎn)速、起/停等進(jìn)行監(jiān)控。
（7） 變頻器故障、保護(hù)動作、自動切換等需在監(jiān)控后臺進(jìn)行報警顯示。
（8） 系統(tǒng)零速至全速起動時間不大于10s
（9） 變頻器輸入輸出達(dá)到完美無諧波，諧波分量完全滿足gb/t14549-93國標(biāo)及ieee519-1992國際標(biāo)準(zhǔn)的要求。
（10） 功率因數(shù)可以達(dá)0.95以上，效率可達(dá)97％以上（含輸入隔離變壓器）。
（11） 控制電源：兩路交流電源互為備用+ups電源，大大提高控制電源可靠性。
（12）正常電壓波動范圍：10.5kv±10%。
