1 前言

內(nèi)蒙古某發(fā)電廠建設(shè)規(guī)模為2×12MW抽凝式供熱發(fā)電機(jī)組，配3×75t/h循環(huán)流化床鍋爐，總投資1.86億元，第一臺(tái)機(jī)組于2001年11月投產(chǎn)，第二臺(tái)機(jī)組于2002年1月投入運(yùn)行?？晒┎膳娣e180萬(wàn)平方米。

工程于2003年9月23日開(kāi)工，建設(shè)規(guī)模為2×200MW供熱發(fā)電機(jī)組，總投資15.1962億元，第一臺(tái)機(jī)組計(jì)劃2005年6月5日投產(chǎn)，第二臺(tái)機(jī)組于2005年7月31日投產(chǎn)，建成后新增集中供熱面積650萬(wàn)平方米。

發(fā)電廠共有3臺(tái)循環(huán)水泵。以下為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備參數(shù)表1：

1）因循環(huán)水泵自身負(fù)載較重，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，采用全壓直接起動(dòng)方式，啟動(dòng)電流達(dá)到了額定電流的4～6倍，啟動(dòng)時(shí)對(duì)整個(gè)電氣系統(tǒng)的沖擊比較大，對(duì)電氣系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行帶來(lái)不利影響。

2）為保證管網(wǎng)中的壓力和流量在不同的用水條件下滿足生產(chǎn)，需要開(kāi)三臺(tái)泵，但是流量是有富裕的，為了保證管網(wǎng)壓力和流量的穩(wěn)定，不得不指派專職生產(chǎn)操作人員巡查管網(wǎng)的壓力，并隨時(shí)調(diào)整閥門(mén)的開(kāi)度及泄壓溷排水，不僅造成生產(chǎn)操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且浪費(fèi)了大量寶貴的水資源，不符合我國(guó)節(jié)約用水的理念。

3）在用水需量較小的時(shí)候，電機(jī)也必須全壓、全轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，造成“大馬拉小車”現(xiàn)象，產(chǎn)生大量的電能浪費(fèi)，同時(shí)，導(dǎo)致功率因數(shù)降低。

4）電機(jī)一直處于全轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，造成電機(jī)軸承極易出現(xiàn)發(fā)熱和磨損的現(xiàn)象，夏天時(shí)，電機(jī)軸承溫度最高可達(dá)到85℃，加速了軸承潤(rùn)滑脂的破壞，磨損的軸承必須及時(shí)更換，加速了電機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)速度，大大地增加了系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本。

5）電機(jī)軸承的磨損，還造成整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的噪音增大，對(duì)員工的身體健康產(chǎn)生不利影響。

2 實(shí)施變頻改造

為解決以上問(wèn)題，在隨后的技術(shù)改造中，技術(shù)人員為該高壓電機(jī)配備高壓變頻控制系統(tǒng)。在循環(huán)水管網(wǎng)上裝設(shè)壓力變送器，將循環(huán)水管網(wǎng)的壓力轉(zhuǎn)化為4—20mA的信號(hào)送^變頻器，變頻器將這個(gè)信號(hào)與設(shè)置的壓力給定值比較后自動(dòng)調(diào)整變頻器的輸出轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)恒壓供水的自動(dòng)閉環(huán)控制。通過(guò)變頻器控制轉(zhuǎn)速，避免了閥門(mén)控制下因壓頭的升高和管阻增大所帶來(lái)的能量損失。在流量減小時(shí)，轉(zhuǎn)速控制使壓頭反而大幅度降低，所以它只需要—個(gè)比閥門(mén)控制小得多的、得以充分利用的功率。根據(jù)泵的揚(yáng)程特性曲線H—Q，隨著轉(zhuǎn)速的降低，泵的高效率區(qū)段將向左方移動(dòng)。這說(shuō)明，轉(zhuǎn)速控制方式在低速小流量時(shí)，仍可使機(jī)泵高效率運(yùn)行。此系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)逐漸提升電機(jī)速度，減少啟動(dòng)時(shí)的沖擊，又能在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中根據(jù)裝設(shè)于循環(huán)水管網(wǎng)上的壓力和流量調(diào)節(jié)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，使循環(huán)水的壓力和流量始終滿足生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的需求，既節(jié)約了人力又降低了電耗。變頻裝置的主要技術(shù)參數(shù)如下表：在保證供應(yīng)壓力的同時(shí)減少循環(huán)水浪費(fèi)、節(jié)約電耗即改造的要求?，F(xiàn)場(chǎng)工藝如圖1所示。

圖1 熱電廠工藝流程圖

圖2循環(huán)水泵現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備

針對(duì)上述情況，內(nèi)蒙古某發(fā)電廠領(lǐng)導(dǎo)決定對(duì)循環(huán)水泵進(jìn)行變頻改造，在節(jié)約成本的策略前提下，考慮到國(guó)產(chǎn)高壓變頻器設(shè)備水平已接近國(guó)際水平，能滿足現(xiàn)場(chǎng)工藝運(yùn)行要求，進(jìn)行性價(jià)比比較，通過(guò)公開(kāi)招標(biāo)，采用深圳市英威騰電氣股份有限公司的GD5000高壓變頻調(diào)速器對(duì)循環(huán)水泵進(jìn)行改造，改造取得了成功。

3 變速變流量的節(jié)能原理

從流體力學(xué)的原理得知，使用鼠籠型感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)機(jī)，軸功率P與流量Q，水壓（揚(yáng)程）H的乘積成正比關(guān)系：

當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由n1變化到n2時(shí), Q、 H、 P與轉(zhuǎn)速的關(guān)系如下:

可見(jiàn)流量Q和電機(jī)的轉(zhuǎn)速n是成正比關(guān)系的，而所需的軸功率P與轉(zhuǎn)速的立方成正比關(guān)系。所以當(dāng)需要80％的額定流量時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速的80％，即調(diào)節(jié)頻率到40赫茲即可，這時(shí)所需功率將僅為原來(lái)的51.2%。

如下圖3所示，從水泵的運(yùn)行曲線圖來(lái)分析采用變頻調(diào)速后的節(jié)能效果。

當(dāng)所需流量從Q1減小到Q2時(shí)，如果采用調(diào)節(jié)出口閥門(mén)的辦法，管網(wǎng)阻力將會(huì)增加，管網(wǎng)特性曲線從調(diào)節(jié)前管網(wǎng)特性曲線上移到調(diào)節(jié)后管網(wǎng)曲線，系統(tǒng)的運(yùn)行工況點(diǎn)從A點(diǎn)變到新的運(yùn)行工況點(diǎn)B點(diǎn)運(yùn)行，所需軸功率P2與面積H2×Q2成正比；如果采用調(diào)速控制方式，泵的轉(zhuǎn)速由n1下降到n2，其特性曲線變化，而閥門(mén)并不調(diào)節(jié)則管網(wǎng)特性保持調(diào)節(jié)前管網(wǎng)特性，并不發(fā)生改變，由于泵的特性曲線的下移，泵的運(yùn)行工況點(diǎn)由A點(diǎn)移至C點(diǎn)。此時(shí)所需軸功率P3與面積HB×Q2成正比。從理論上分析，所節(jié)約的軸功率Delt(P)與（HB-HC）×Q2的面積成正比。圖中H0為系統(tǒng)工作需要保證的最小揚(yáng)程,相應(yīng)水泵允許工作的最低轉(zhuǎn)速即為nmim,采用變頻調(diào)速時(shí)，需要設(shè)置最低工作頻率以保證泵的最小轉(zhuǎn)速，達(dá)到一定的揚(yáng)程，避免泵的流量大于其工作最小允許流量。

圖3  水泵的運(yùn)行曲線圖

考慮減速后效率下降和調(diào)速裝置的附加損耗，結(jié)合工藝變化的要求，通過(guò)實(shí)踐的統(tǒng)計(jì)，泵類通過(guò)調(diào)速控制可節(jié)能15％～50%。

泵類變頻調(diào)速節(jié)能計(jì)算方法簡(jiǎn)介

泵類負(fù)載電機(jī)改造前工頻運(yùn)行功率計(jì)算公式：

改造后變頻運(yùn)行預(yù)計(jì)功率計(jì)算公式：

泵類負(fù)載采用變頻調(diào)速除節(jié)能外的其他效益分析

（1）節(jié)能數(shù)據(jù)是在變頻改造后的水壓平穩(wěn)均衡，可保證排水或供水壓力滿足要求。

（2）由于壓力所減小的用戶流量應(yīng)基本不變，而由于壓力減小而導(dǎo)致的跑冒滴漏的流量是主要減小流量，因此將降低用電消耗的同時(shí)還將獲得降低供水損失的收益，根據(jù)一般經(jīng)驗(yàn)管路損失比例為每降低1％流量損失可減少1％。

（3）變頻改造采用壓力流量自動(dòng)控制后，可在變頻控制系統(tǒng)的PLC上實(shí)現(xiàn)各時(shí)間段根據(jù)壓力、流量要求自動(dòng)調(diào)速、起停電機(jī)的自動(dòng)控制功能，大大提高供水質(zhì)量的穩(wěn)定性，并減小人工操作失誤與勞動(dòng)強(qiáng)度。

（4）變頻系統(tǒng)由于軟啟動(dòng)、減速運(yùn)行等功能，對(duì)于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)沖擊、軸承磨損等問(wèn)題都會(huì)改善，對(duì)于系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、檢修周期延長(zhǎng)、減少運(yùn)行維護(hù)工作量與費(fèi)用等均有意義。

4 循環(huán)水泵高壓變頻改造方案介紹

內(nèi)蒙古某發(fā)電廠擬對(duì)1#2#3#循環(huán)水泵進(jìn)行變頻改造，以下表2是該循環(huán)水泵的參數(shù)：

4.1  4#高壓循環(huán)水泵：

4.2 英威騰GD5000系列高壓變頻系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)及性能特點(diǎn)

英威騰GD5000系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)采用多重化移相多單元串聯(lián)正弦脈寬調(diào)制(SPWM)疊壓技術(shù)，直接“高-高”式，功率模塊為交-直-交型電壓源變頻調(diào)速器。

高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)是由多個(gè)單元串聯(lián)而成，通過(guò)將多個(gè)低壓功率模塊的輸出疊加起來(lái)得到高壓輸出。以10kV為例，高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)如下圖所示。電網(wǎng)送來(lái)的三相10kV交流電，經(jīng)移相變壓器，由其副邊每相的二次線圈電壓逐個(gè)移動(dòng)，供電給8個(gè)功率單元，三相共24個(gè)功率單元，每個(gè)功率單元的額定電壓為710V，相鄰功率單元的輸出聯(lián)接起來(lái)，使得變頻器的額定相電壓為5650V，線電壓為10kV，可輸出高壓正弦波給感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，在變頻器運(yùn)行過(guò)程中對(duì)電動(dòng)機(jī)的絕緣沒(méi)有影響，變頻器的輸出電壓和輸出電流均為正弦波形，變頻裝置對(duì)輸出電纜的長(zhǎng)度沒(méi)有任何要求，能直接拖帶普通高壓電機(jī)，并且徹底消除諧波引起的電機(jī)發(fā)熱現(xiàn)象。

高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)系統(tǒng)示意圖

3）功率單元構(gòu)成

為了保證變頻器和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的正常運(yùn)行， GD5000系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)為用戶提供了功率單元機(jī)械旁路功能，當(dāng)單元故障時(shí)，可在線實(shí)時(shí)自動(dòng)將輸出封鎖，并同時(shí)觸發(fā)旁路單元將其旁路，不需重新啟動(dòng)，不影響整個(gè)系統(tǒng)的正常工作，整個(gè)系統(tǒng)由原來(lái)的串聯(lián)可靠性結(jié)構(gòu)變成為并聯(lián)可靠性結(jié)構(gòu)。典型旁路示意圖如下：

功率單元原理框圖

傳統(tǒng)的功率單元電子式旁路設(shè)計(jì)采用晶體管方式，其設(shè)計(jì)與功率單元采用一體化設(shè)計(jì)，其電子旁路能否動(dòng)作取決于功率單元的故障狀態(tài)；而我公司功率單元機(jī)械式旁路采用機(jī)械式接觸器方式，并且專門(mén)為其設(shè)計(jì)了一套功率單元旁路控制系統(tǒng)，一旦功率單元故障，不管故障多么嚴(yán)重，旁路系統(tǒng)均能正確安全的旁路。

2.4.3高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)行原理

高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的每個(gè)功率單元相當(dāng)于一個(gè)三電平的二相輸出的低壓變頻器，通過(guò)疊加成為高壓三相交流電，以10kV變頻器為例，論述：10kV輸出電壓的變頻器，每相有8個(gè)功率單元相串聯(lián)。當(dāng)變頻器輸出頻率為50HZ時(shí)，相電壓為17階梯波，如下圖所示。疊加后為變頻器A相輸出電壓UA0。圖4中顯示出了生成PWM控制信號(hào)時(shí)所采用A相參考電壓UAr，可以看出UA0很好地逼近UAr。UAF為A相輸出電壓中的基波成分。

相電壓回路疊加波形

由于變頻器中點(diǎn)與電動(dòng)機(jī)中性點(diǎn)不連接，變頻器輸出實(shí)際上為線電壓，由A相和B相輸出電壓產(chǎn)生的UAB輸出線電壓可達(dá)10kV，為33階梯波。如圖,所示，為輸出的線電壓和相電壓的階梯波形，UAB不僅具有正弦波形而且臺(tái)階數(shù)也成倍增加，因而諧波成分及dV/dt均較小。

線電回路疊加波形

多電平單元串聯(lián)疊加型變頻器的三相波形輸出質(zhì)量：

高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)在運(yùn)行后，將輸入的工頻的三相高壓交流電轉(zhuǎn)化為可以進(jìn)行頻率可調(diào)節(jié)的三相交流電，其電壓和頻率按照V/F的設(shè)定進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，保持電機(jī)在不同的頻率下運(yùn)行，而定子磁心中的主磁通保持在額定水準(zhǔn)，提高電機(jī)的轉(zhuǎn)換效率。

多重疊加應(yīng)用，高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)輸出電壓的諧波含量很低，已達(dá)到常規(guī)供電電壓允許的諧波含量，同時(shí)輸出電壓的dV/dt較小，不會(huì)增加電機(jī)繞組的應(yīng)力，可以向普通標(biāo)準(zhǔn)型交流電動(dòng)機(jī)供電，不需要降容或加輸出濾波電抗器，保證了高壓設(shè)備的通用性。

高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)工作時(shí)的功率因數(shù)達(dá)0.96以上，不需要附加電源濾波器或功率因數(shù)補(bǔ)償裝置，也不會(huì)與現(xiàn)有的補(bǔ)償電容裝置發(fā)生諧振，對(duì)同一電網(wǎng)上運(yùn)行的電氣設(shè)備沒(méi)有任何干擾。

GD5000系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的性能特點(diǎn)：

1）鈑金件熱鍍鋅處理，超強(qiáng)抗腐蝕能力

2）專業(yè)高抗EMC電路設(shè)計(jì)

在功率單元模塊設(shè)計(jì)上，針對(duì)不同電流范圍采用獨(dú)特進(jìn)出線設(shè)計(jì)，抗干擾能力更強(qiáng)；

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和電氣設(shè)計(jì)上，全面采用抗電磁干擾措施，最有效保證變頻器的可靠運(yùn)行。

3）三核控制技術(shù)

高壓變頻器主控系統(tǒng)采用DSP＋FPGA+ARM三核控制系統(tǒng)巧妙配合，提供中文觸摸式操作界面，控制系統(tǒng)高度集成化，抗干擾能力強(qiáng)、功能更強(qiáng)大、控制更精準(zhǔn)，增加了產(chǎn)品的可靠性。

4）豐富的控制功能

我司高壓變頻器繼承了其低壓控制的特點(diǎn)，控制功能非常豐富。表現(xiàn)在頻率控制方式非常靈活。分為A頻率控制與B頻率控制，A頻率控制可以有多種控制源（包括PID控制、多段速控制都屬于這方面內(nèi)容）；B頻率控制同樣有多種控制源，用戶可以靈活的選擇采用A頻率控制源，B頻率控制源還是A+B，A、B中最大值。通過(guò)這種數(shù)學(xué)上的抽象，英威騰的高壓變頻器不僅能滿足簡(jiǎn)單場(chǎng)合的工藝控制的要求，還可以滿足特定場(chǎng)合的工藝控制要求。

另外，對(duì)于命令通道的選擇也同樣是豐富多樣的?？梢曰緷M足多種多樣的應(yīng)用場(chǎng)景。

5）模塊冗余配置

功率單元采用一定冗余配置。功率開(kāi)關(guān)器件按實(shí)際運(yùn)行參數(shù)的2倍以上配置電流和電壓，如采用1700V高壓IGBT，器件參數(shù)余量大，可靠性較高。

6）低諧波設(shè)計(jì)

額定負(fù)載時(shí)輸入側(cè)的（對(duì)電網(wǎng)的影響）諧波＜2％；輸出側(cè)的（對(duì)電機(jī)的影響）諧波＜2％；

DSP控制系統(tǒng)對(duì)調(diào)制波形優(yōu)化處理，確保輸出完美無(wú)諧波波形。

7）AVR功能

可以根據(jù)母線電壓的波動(dòng)自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出PWM信號(hào)的占空比，從而減輕電網(wǎng)電壓波動(dòng)對(duì)于輸出電壓波動(dòng)的影響。

8）V/F控制的轉(zhuǎn)矩提升功能

提供低頻轉(zhuǎn)矩提升功能，其主要是用來(lái)解決低頻時(shí)定子電阻引起的電壓損失導(dǎo)致磁通不足的問(wèn)題。

9）多種V/F曲線的選擇

提供多種的V/F曲線形式（如：多點(diǎn)V/F曲線，1.3次冪、1.7次冪、2.0次冪V/F曲線），可以滿足各種不同的負(fù)載要求。

10）內(nèi)置PID控制功能

11）完善的20種保護(hù)功能

功率單元自身多達(dá)11種故障保護(hù)功能；電氣部分對(duì)輸出電壓、輸出電流、輸入電壓、輸入電流都有全面的檢測(cè)，對(duì)變頻器電源及電機(jī)都有過(guò)壓、過(guò)流、欠壓、溫度等多達(dá)20多種超強(qiáng)保護(hù)功能；重要保護(hù)定值可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不同的工況進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，內(nèi)置雷擊過(guò)流保護(hù)裝置，提高了設(shè)備的保護(hù)功能和系統(tǒng)的保護(hù)功能。

12）寬范圍抗電壓波動(dòng)能力

輸入電壓適應(yīng)性強(qiáng)，允許網(wǎng)側(cè)電壓在10%～-15%之間波動(dòng)。同時(shí)具有AVR功能，能夠根據(jù)母線電壓的波動(dòng)自動(dòng)調(diào)整輸出電壓。網(wǎng)側(cè)電壓在短時(shí)間小于85%～65％額定值或大于110%～120％額定值，高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)不停機(jī)，保證電機(jī)持續(xù)運(yùn)行。

13）超長(zhǎng)瞬時(shí)掉電不停機(jī)，有效避免電網(wǎng)不穩(wěn)定帶來(lái)的停機(jī)問(wèn)題

我司高壓變頻器采用更好的瞬停處理方式，可以做到適應(yīng)電網(wǎng)晃電1S以上，不管是風(fēng)機(jī)，還是水泵，都可以做到該效果。如果風(fēng)機(jī)類負(fù)載，最多可以電網(wǎng)晃電5S都沒(méi)有問(wèn)題。

14）超低頻轉(zhuǎn)速追蹤能力，有效保證掉電快速再啟動(dòng)

具有全頻段的轉(zhuǎn)速自動(dòng)跟蹤啟動(dòng)功能，不論電機(jī)掉電多久，不論電機(jī)在頻段高低時(shí)，都能自動(dòng)搜索跟蹤電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，按照設(shè)定加減速時(shí)間恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)，不用顧慮電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)高壓電機(jī)即時(shí)的啟動(dòng)和停止控制，保證機(jī)組安全啟動(dòng)。

15）對(duì)稱旁路功能，單元體雙旁路技術(shù)，系統(tǒng)可靠性更高

采用的是機(jī)械式旁路（外部旁路）與電子旁路（內(nèi)部旁路）可選的策略，其中機(jī)械式旁路可在200ms完成功率單元的自動(dòng)旁路，而電子旁路，因?yàn)槎际请娮釉骷刂?，其?dòng)作時(shí)間就會(huì)很快，毫秒級(jí)就能完成旁路的動(dòng)作。并且不論是機(jī)械式旁路還是電子旁路，都經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格重載，小慣量負(fù)載的驗(yàn)證的，完全可以可靠的旁路。

16）雙上電限流電路設(shè)計(jì)，有效保護(hù)系統(tǒng)安全、延長(zhǎng)設(shè)備壽命

采用了硬件限流以及軟件限流技術(shù)，當(dāng)有效保護(hù)了因?yàn)樨?fù)載突變而導(dǎo)致的系統(tǒng)過(guò)流故障的問(wèn)題，提高了產(chǎn)品的可靠性

17）抗輸出短路保護(hù)技術(shù)

系統(tǒng)在輸出線纜短路的時(shí)候，能夠迅速保護(hù)，不會(huì)造成別的不良后果。

4.3 改造控制方式

改造前控制方式：通過(guò)高壓真空接觸器直接啟動(dòng)。

改造后控制運(yùn)行方式：

改造后要求實(shí)現(xiàn)手動(dòng)啟動(dòng)和自動(dòng)變頻運(yùn)行兩種方式?？刂品绞綖橐煌弦?，一次回路由進(jìn)線柜（旁路柜）、變壓器柜、變頻單元柜和操作控制柜組成。旁路柜在變頻器維護(hù)過(guò)程中或變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，將電機(jī)自動(dòng)投入到工頻電網(wǎng)運(yùn)行，保證生產(chǎn)不受影響。變頻運(yùn)行時(shí)，變頻器為電機(jī)提供全面的保護(hù)。

變頻器運(yùn)行方式為開(kāi)環(huán)運(yùn)行，對(duì)運(yùn)行中的循環(huán)水壓力實(shí)現(xiàn)跟蹤控制。 

4.4 變頻控制自動(dòng)旁路柜

改造后提供的旁路方案如下：

根據(jù)與用戶方初步溝通，按照用戶的使用要求推薦采用一拖一手動(dòng)旁路，其主接線方式如下圖所示：

變頻調(diào)速系統(tǒng)由用戶開(kāi)關(guān)、手動(dòng)切換旁路柜、GD5000系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)、高壓電機(jī)組成。

一拖一手動(dòng)切換旁路柜是由三個(gè)高壓隔離開(kāi)關(guān)QS1～QS3組成。手動(dòng)旁路柜嚴(yán)格按照“五防”聯(lián)鎖要求設(shè)計(jì)，變頻器輸出QS2和旁路高壓隔離開(kāi)關(guān)QS3機(jī)械閉鎖，不能同時(shí)閉合，完全能夠保證變頻調(diào)速系統(tǒng)安全運(yùn)行。

圖4一拖一手動(dòng)旁路柜

a）電機(jī)在變頻運(yùn)行狀況下時(shí)，QS1、QS2閉合，QS3斷開(kāi)。如需切換至工頻運(yùn)行時(shí)(故障)，系統(tǒng)先停止變頻器輸出，斷開(kāi)用戶開(kāi)關(guān), 再由機(jī)械操作依次斷開(kāi)QS1、QS2，然后機(jī)械操作閉合QS3,使電機(jī)切換至工頻側(cè)，再合上用戶開(kāi)關(guān)，使電機(jī)工頻運(yùn)行；

b）故障排除后需要切換至電機(jī)變頻運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)先斷開(kāi)用戶開(kāi)關(guān)，由機(jī)械操作斷開(kāi)QS3，然后由機(jī)械操作依次閉合QS1、QS2，使電機(jī)切換至變頻側(cè)，再合上用戶開(kāi)關(guān), 可設(shè)置變頻器自動(dòng)檢測(cè)電機(jī)運(yùn)行相位和頻率，在沒(méi)有電流沖擊的情況下，電機(jī)投入變頻運(yùn)行。

優(yōu)點(diǎn)：采用上述一拖一手動(dòng)型式，即可滿足使用要求，也可以節(jié)省一次投資成本，同時(shí)保證正常可以變頻運(yùn)行，大大提高設(shè)備使用效率。其次，根據(jù)需求調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，減小閥門(mén)阻力，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命和維護(hù)費(fèi)用。

高壓變頻器設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行照片如圖5所示。

圖5設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行照片

人機(jī)界面運(yùn)行界面如圖6所示。

圖6人機(jī)界面運(yùn)行界面

5 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備改造測(cè)試節(jié)能效果

循環(huán)水泵變頻節(jié)電改造后，2015年5月26日，正式投入生產(chǎn)，至今運(yùn)行正常。經(jīng)過(guò)廠能源利用監(jiān)測(cè)中心測(cè)試，系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期的效果：實(shí)施變頻改造后，循環(huán)水泵用電量有明顯下降，設(shè)備實(shí)現(xiàn)了軟起動(dòng)，改善了設(shè)備的運(yùn)行工況，極大地減輕了設(shè)備起動(dòng)時(shí)對(duì)供配電系統(tǒng)的沖擊。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)維人員統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的計(jì)算分析可，采用變頻調(diào)速運(yùn)行后，月節(jié)電大約18000度，節(jié)能效果十分明顯。

附加收益

另外循環(huán)水泵變頻節(jié)電改造后，具有軟啟動(dòng)、軟停止；提高了機(jī)組水泵的運(yùn)行效率；現(xiàn)場(chǎng)噪音大大降低，有效改善現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行環(huán)境，運(yùn)行人員反映良好；便于實(shí)現(xiàn)電廠循環(huán)水泵機(jī)組控制系統(tǒng)自動(dòng)化管理。

經(jīng)過(guò)改造這個(gè)變頻系統(tǒng)就相當(dāng)于一個(gè)自動(dòng)調(diào)節(jié)閥，用多少，供多少，實(shí)現(xiàn)供需平衡，節(jié)約能源。

6 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)變頻器廠家的不斷努力，國(guó)內(nèi)變頻器產(chǎn)品水平已達(dá)到國(guó)際同類產(chǎn)品先進(jìn)技術(shù)水平，國(guó)內(nèi)變頻器產(chǎn)品以其性能良好，良好的本地化服務(wù)，性價(jià)比高，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，并且節(jié)能效果顯著，能短期內(nèi)為用戶收回投資。隨著國(guó)家目前對(duì)節(jié)能減排工作力度空前加大，變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展前景十分廣闊，已迎來(lái)歷史黃金發(fā)展時(shí)期。

關(guān)于英威騰：

英威騰，成立于2002年，致力于成為全球領(lǐng)先、受人尊敬的工業(yè)自動(dòng)化和能源電力領(lǐng)域的產(chǎn)品與服務(wù)提供者，2010年在深交所A股上市，股票代碼：002334。英威騰是國(guó)家火炬計(jì)劃重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)，目前擁有15家控股子公司，分駐于全國(guó)的12大研發(fā)中心，申請(qǐng)各類專利700多件，依托于電力電子、電氣傳動(dòng)、自動(dòng)控制、信息技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，主要產(chǎn)品涵括高中低壓變頻器、電梯智能控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、PLC、HMI、SVG、UPS、電機(jī)和電主軸、光伏逆變器、節(jié)能減排在線管理系統(tǒng)、軌道交通牽引系統(tǒng)、新能源汽車電控系統(tǒng)等。英威騰現(xiàn)有員工2000多人，大型生產(chǎn)基地3個(gè)，營(yíng)銷網(wǎng)絡(luò)遍布國(guó)內(nèi)及海外60多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。

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