【文章內(nèi)容簡介】 給水泵、供熱循環(huán)水泵電機系統(tǒng)進行節(jié)能改造?？刂齐姍C的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)用風(fēng)機或水泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)取代風(fēng)門擋板或閥門調(diào)節(jié)，以節(jié)省大量的消耗在風(fēng)門擋板和閥門上的能量。同時，風(fēng)量和給水流量的變化由非線性改善為線性，使得鍋爐的水位控制、爐膛的燃燒效能控制變得更及時、精確，使供熱二環(huán)網(wǎng)水流量得到合理調(diào)解。（1）高壓變頻技術(shù)發(fā)展概況高壓變頻技術(shù)及其相關(guān)衍生產(chǎn)品是近年來世界范圍內(nèi)電力電子行業(yè)關(guān)注的熱點，它不僅涉及大功率交流電動機的各類負(fù)載的調(diào)速和節(jié)能，也與其它一些關(guān)系國計民生的重點行業(yè)的技術(shù)發(fā)展與進步息息相關(guān)。在建設(shè)節(jié)約型社會過程中，必須注意最大幅度提升用電效能，電機系統(tǒng)節(jié)能也是我國長期規(guī)劃中重點工程之一?？梢哉f高壓變頻作為節(jié)能降耗技術(shù)正廣泛應(yīng)用于電力、石油、冶金、市政等多個行業(yè)電機系統(tǒng)，成為電力節(jié)能降耗的科學(xué)方法之一。我國與發(fā)達國家相比電能利用率及使用價值相差非常大，因此必須在節(jié)能降耗，提高利用率上下功夫。據(jù)統(tǒng)計，我國應(yīng)用高壓變頻技術(shù)設(shè)計制造的產(chǎn)品累計運行，每年節(jié)約電量相當(dāng)于一臺300MW發(fā)電機組的年發(fā)電量。由此來說，高壓變頻技術(shù)正在起到引領(lǐng)效力電能革命的作用。變頻技術(shù)的發(fā)展始終與電力電子元器件的發(fā)展密不可分，從大功率二極管到可控硅器件，再從IGBT到IGCT，每一次元器件的飛躍都會帶動變頻器技術(shù)的發(fā)展。八十年代初，美國RCA公司和GE公司推出新的IGBT元器件之后，就在低壓變頻領(lǐng)域產(chǎn)生了一次變革。從日本三墾公司1988年第一臺低壓變頻器進入中國后，直到上世紀(jì)九十年代初，中國企業(yè)才開始認(rèn)識變頻器的作用并嘗試使用。由于高壓變頻器技術(shù)的復(fù)雜性和高昂的采購價格，從八十年代開始，我國某些行業(yè)在必需的前提下，從國外進口了少量的該類裝置（含采用GTO器件制造的），比如冶金系統(tǒng)：1978年，在設(shè)計寶山鋼鐵公司時，技術(shù)人員就考慮采用了交交方式的大功率高壓變頻器；河北遷西潘家口水庫（為天津供水）1988年從歐洲BBC公司（ABB合并前三公司之一）進口了一套60,000kW的高壓變頻裝置，該裝置采用一拖三方式為三臺水輪發(fā)電機組并網(wǎng)實現(xiàn)變頻啟動送電；另據(jù)了解，同為60,000kW的變頻器在三峽葛洲壩水庫也有一臺。但真正在全國各行業(yè)中的大功率風(fēng)機、水泵上使用變頻調(diào)速裝置直到今天也遠沒有普及，為了滿足工藝工況和節(jié)能的迫切需要，許多企業(yè)采取了液力藕合、串極調(diào)速等調(diào)速方式。同時，隨著通用變頻器市場的不斷擴大和發(fā)展，企業(yè)用戶越來越需要一種性能優(yōu)越，質(zhì)量可靠，價格合理的高壓變頻調(diào)速裝置。而高壓變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，正順應(yīng)了工業(yè)生產(chǎn)自動化發(fā)展的要求，開創(chuàng)了一個全新的智能電機時代，一改普通電動機只能以定速方式運行的陳舊模式，使得電動機及其拖動負(fù)載在無須任何改動的情況下即可以按照生產(chǎn)工藝要求調(diào)整轉(zhuǎn)速輸出，從而降低電機功耗達到系統(tǒng)高效運行的目的。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，作為大容量傳動的高壓變頻調(diào)速技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，使用范圍基本上覆蓋了我國各主要行業(yè)，如:電力、冶金、石油、化工、造紙等。產(chǎn)品電壓等級包括3kV、6kV和10kV以及油田專用潛油電泵使用的1600V～2400V產(chǎn)品，基本可拖動風(fēng)機、水泵、壓縮機等各類負(fù)載。高壓電動機利用高壓變頻器可以實現(xiàn)無級調(diào)速，既可滿足生產(chǎn)工藝過程對電動機調(diào)速控制的要求，又可大幅度的節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本。采用新型高壓大功率電力電子器件構(gòu)造的直接“高高”式變頻器，具有結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠的特點，有很好的調(diào)速和起動與制動性能。由于采用可控整流和全控器件進行開關(guān)調(diào)制，具有輸入側(cè)高功率因數(shù)、控制性能優(yōu)良和運行效率高等特點。特別是通過改變送給電動機的電流的頻率，在很寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)進行高效率的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，可以取得很好的節(jié)電效果，在風(fēng)機和水泵的節(jié)能改造上已經(jīng)得到廣泛證實。（2）高壓變頻調(diào)速節(jié)能原理通過流體力學(xué)的基本定律可知：風(fēng)機（或水泵）類設(shè)備均屬平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，其轉(zhuǎn)速n與流量q、壓力（揚程）h以及軸功率p具有如下關(guān)系:q1/ q2＝n1/n2h1/ h2＝（n1/n2）2p1/ p2＝（n1/n2）3式中：qhp1—風(fēng)機（或水泵）在n1轉(zhuǎn)速時的流量、壓力（或揚程）、軸功率；qhp2—風(fēng)機（或水泵）在n2轉(zhuǎn)速時的相似工況條件下的流量、壓力（或揚程）、軸功率。由公式可知，風(fēng)機（或水泵）的流量與其轉(zhuǎn)速成正比，壓力（或揚程）與其轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與其轉(zhuǎn)速的立方成正比。由公式可知，在其它運行條件不變的情況下，通過下調(diào)電機的運行速度，其節(jié)電效果是與轉(zhuǎn)速降落成立方的關(guān)系，節(jié)電效果非常明顯。例如若工況只需要50%的風(fēng)量或水量，則可以將電機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為額定的一半，%，%。（3）高壓變頻器的選型及特點a. 高壓變頻器的選型本項目擬選擇江蘇力普電子科技有限公司生產(chǎn)的LPMV高壓變頻器產(chǎn)品，該產(chǎn)品為高高電壓源型模式，由移相變壓器，功率單元和控制器組成。前端由一個多繞組的隔離移相變壓器供電，變壓器次級共有18組付邊繞組，采用36脈沖整流，輸入諧波均能滿足國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14549—93對電壓和電流失真的要求。功率單元每相采用低壓功率單元串接組成，每相6個功率單元，三相共 18個單元。控制器部分以雙DSP高速微處理器實現(xiàn)控制以及與子微處理器間進行通信。高壓變頻器采用模塊化設(shè)計，互換性好、維修簡單，噪音低，諧波含量小，不會引起電機的轉(zhuǎn)矩脈動，對電機沒有特殊要求。高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如下：高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖b. 該變頻裝置技術(shù)指標(biāo)如下：1）本變頻裝置類型為直接高—高方式。 2）變頻器具有良好的調(diào)節(jié)性能，可根據(jù)負(fù)荷的變化及時有效地實現(xiàn)調(diào)節(jié)，在負(fù)荷從100%調(diào)節(jié)到40%的響應(yīng)時間可根據(jù)需要在1s～3600s間任意設(shè)置。3）%，小于“GB/T14549”電能質(zhì)量“公用電網(wǎng)諧波”及“IEEE519”標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。4）采用數(shù)字微處理器控制器，具有就地監(jiān)控方式和遠方監(jiān)控方式。在就地監(jiān)控方式下，通過觸摸屏鍵盤和其顯示，可進行就地啟動、停止變頻器，可以調(diào)整轉(zhuǎn)速、頻率；控制窗口采用全中文WINDOWS操作界面，彩色液晶觸摸屏，各種功能、參數(shù)設(shè)定均采用中文。本設(shè)備具有故障自診斷功能，中文指示所發(fā)生的故障類型、故障位置，并在就地顯示同時異地（監(jiān)控室）報警。5）變頻裝置的功率單元為模塊化設(shè)計，能方便地從機架上抽出、移動和變換，所有單元可以互換；具有內(nèi)部單元旁路和外部工頻旁路功能，每臺變頻器備有一臺備用模塊單元，如某一模塊單元出現(xiàn)故障時，則此模塊單元自動旁路短路，此時變頻器照常工作，待適當(dāng)時候能停機或轉(zhuǎn)換到工頻旁路運行時，更換上備用模塊單元。6）系統(tǒng)具有完善的保護功能，當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障、220V控制電源消失或按下緊急停機按鈕時，變頻器高壓開關(guān)跳閘，切斷電源。7）變頻裝置具有故障自診斷功能，對所發(fā)生的故障類型及故障位置提供中文指示，在就地顯示并遠方報警，便于運行人員和檢修人員能辨別和解決所出現(xiàn)的問題。8）冷卻系統(tǒng)可靠，采用德國ebm公司的風(fēng)機散熱，平均無故障時間≥變頻裝置本身，此種風(fēng)機的可靠性高，不需考慮冗余配置。報警信號遠傳到控制室。每一套冷卻裝置拆裝方便，滿足變頻裝置的安全可靠地運行。9）變頻器內(nèi)部通訊采用光纖連接；變頻裝置柜內(nèi)強電信號和弱電信號分開布置，以避免干擾；柜內(nèi)設(shè)有屏蔽端子和接地設(shè)施。10）變頻器對本體控制系統(tǒng)的就地控制柜無諧波影響。11）變頻裝置能接受機組分散控制系統(tǒng)DCS或其它控制系統(tǒng)的控制指令，并反饋變頻裝置的主要狀態(tài)信號和故障報警信號；變頻裝置同DCS接口采用硬接線方式；變頻裝置具有與機組分散控制系統(tǒng)DCS或其它控制系統(tǒng)的通訊接口，通訊接口支持以太網(wǎng)、MODIBUS等通訊協(xié)議，提供通訊模件和通訊電纜及全部通訊附件；投標(biāo)人配合分散控制系統(tǒng)DCS或其它控制系統(tǒng)承包商共同完成兩系統(tǒng)間的通訊連接，并按照分散控制系統(tǒng)DCS或其它控制系統(tǒng)承包商的通訊格式要求提供通訊點清