【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 給水泵、供熱循環(huán)水泵電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造?？刂齐姍C(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)用風(fēng)機(jī)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(shí)，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(shí)、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(lái)世界范圍內(nèi)電力電子行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)，它不僅涉及大功率交流電動(dòng)機(jī)的各類負(fù)載的調(diào)速和節(jié)能，也與其它一些關(guān)系國(guó)計(jì)民生的重點(diǎn)行業(yè)的技術(shù)發(fā)展與進(jìn)步息息相關(guān)。在建設(shè)節(jié)約型社會(huì)過程中，必須注意最大幅度提升用電效能，電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能也是我國(guó)長(zhǎng)期規(guī)劃中重點(diǎn)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(gè)行業(yè)電機(jī)系統(tǒng)，成為電力節(jié)能降耗的科學(xué)方法之一。我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比電能利用率及使用價(jià)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(jì)，我國(guó)應(yīng)用高壓變頻技術(shù)設(shè)計(jì)制造的產(chǎn)品累計(jì)運(yùn)行，每年節(jié)約電量相當(dāng)于一臺(tái)300MW發(fā)電機(jī)組的年發(fā)電量。由此來(lái)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?gòu)腎GBT到IGCT，每一次元器件的飛躍都會(huì)帶動(dòng)變頻器技術(shù)的發(fā)展。八十年代初，美國(guó)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(tái)低壓變頻器進(jìn)入中國(guó)后，直到上世紀(jì)九十年代初，中國(guó)企業(yè)才開始認(rèn)識(shí)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(gòu)價(jià)格，從八十年代開始，我國(guó)某些行業(yè)在必需的前提下，從國(guó)外進(jìn)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(jì)寶山鋼鐵公司時(shí)，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(kù)（為天津供水）1988年從歐洲BBC公司（ABB合并前三公司之一）進(jìn)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(tái)水輪發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)實(shí)現(xiàn)變頻啟動(dòng)送電；另?yè)?jù)了解，同為60,000kW的變頻器在三峽葛洲壩水庫(kù)也有一臺(tái)。但真正在全國(guó)各行業(yè)中的大功率風(fēng)機(jī)、水泵上使用變頻調(diào)速裝置直到今天也遠(yuǎn)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(shí)，隨著通用變頻器市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大和發(fā)展，企業(yè)用戶越來(lái)越需要一種性能優(yōu)越，質(zhì)量可靠，價(jià)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(dòng)化發(fā)展的要求，開創(chuàng)了一個(gè)全新的智能電機(jī)時(shí)代，一改普通電動(dòng)機(jī)只能以定速方式運(yùn)行的陳舊模式，使得電動(dòng)機(jī)及其拖動(dòng)負(fù)載在無(wú)須任何改動(dòng)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(jī)功耗達(dá)到系統(tǒng)高效運(yùn)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(dòng)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(guó)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(jí)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(dòng)風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等各類負(fù)載。高壓電動(dòng)機(jī)利用高壓變頻器可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，既可滿足生產(chǎn)工藝過程對(duì)電動(dòng)機(jī)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(jiǎn)單，工作可靠的特點(diǎn)，有很好的調(diào)速和起動(dòng)與制動(dòng)性能。由于采用可控整流和全控器件進(jìn)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(yùn)行效率高等特點(diǎn)。特別是通過改變送給電動(dòng)機(jī)的電流的頻率，在很寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)進(jìn)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(jī)和水泵的節(jié)能改造上已經(jīng)得到廣泛證實(shí)。（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(jī)（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(yáng)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(jī)（或水泵）在n1轉(zhuǎn)速時(shí)的流量、壓力（或揚(yáng)程）、軸功率；qhp2—風(fēng)機(jī)（或水泵）在n2轉(zhuǎn)速時(shí)的相似工況條件下的流量、壓力（或揚(yáng)程）、軸功率。由公式可知，風(fēng)機(jī)（或水泵）的流量與其轉(zhuǎn)速成正比，壓力（或揚(yáng)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(yùn)行條件不變的情況下，通過下調(diào)電機(jī)的運(yùn)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(jī)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(diǎn)a. 高壓變頻器的選型本項(xiàng)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(gè)多繞組的隔離移相變壓器供電，變壓器次級(jí)共有18組付邊繞組，采用36脈沖整流，輸入諧波均能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14549—93對(duì)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(gè)功率單元，三相共 18個(gè)單元?？刂破鞑糠忠噪pDSP高速微處理器實(shí)現(xiàn)控制以及與子微處理器間進(jìn)行通信。高壓變頻器采用模塊化設(shè)計(jì)，互換性好、維修簡(jiǎn)單，噪音低，諧波含量小，不會(huì)引起電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，對(duì)電機(jī)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(shí)有效地實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)，在負(fù)荷從100%調(diào)節(jié)到40%的響應(yīng)時(shí)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(yuǎn)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(jìn)行就地啟動(dòng)、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(shí)異地（監(jiān)控室）報(bào)警。5）變頻裝置的功率單元為模塊化設(shè)計(jì)，能方便地從機(jī)架上抽出、移動(dòng)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(tái)變頻器備有一臺(tái)備用模塊單元，如某一模塊單元出現(xiàn)故障時(shí)，則此模塊單元自動(dòng)旁路短路，此時(shí)變頻器照常工作，待適當(dāng)時(shí)候能停機(jī)或轉(zhuǎn)換到工頻旁路運(yùn)行時(shí)，更換上備用模塊單元。6）系統(tǒng)具有完善的保護(hù)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(jī)按鈕時(shí)，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(duì)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(yuǎn)方報(bào)警，便于運(yùn)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(guó)ebm公司的風(fēng)機(jī)散熱，平均無(wú)故障時(shí)間≥變頻裝置本身，此種風(fēng)機(jī)的可靠性高，不需考慮冗余配置。報(bào)警信號(hào)遠(yuǎn)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(yùn)行。9）變頻器內(nèi)部通訊采用光纖連接；變頻裝置柜內(nèi)強(qiáng)電信號(hào)和弱電信號(hào)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(duì)本體控制系統(tǒng)的就地控制柜無(wú)諧波影響。11）變頻裝置能接受機(jī)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?zhàn)冾l裝置的主要狀態(tài)信號(hào)和故障報(bào)警信號(hào)；變頻裝置同DCS接口采用硬接線方式；變頻裝置具有與機(jī)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(diǎn)清