国产高压变频器在供水系统中供水泵的应用锁紧螺钉

国产高压变频器在供水系统中供水泵的应用

国产高压变频器在供水系统中供水泵的应用 2011年12月10日 来源： 1、引言 福建石狮供水公司（图1）设计有3台供水泵组，前期为2台（#2、#3）供水泵组工频启动运行（#1供水泵组进行技改），#2机组电机功率为200kw/10kv，泵组额定流量为4200m3/h，#3机组电机功率为1120kw/10kv，泵组额定流量为8200m3/h，由于全天各个时间段电价的不同及水厂用水量变化较大的因素，水厂平时要靠经常启停供水泵组来控制系统的供水，这样会造成工频启动供水泵时对泵组及供水管道造成冲击威胁，并且通过阀门的开度来调节供水量，大量电能消耗在阀门上。考虑到上述因素，供水站决定对#1供水泵组进行技改。 2、变频改造方案 经过考察及研究，变频调速在节能、调速精度、调速范围等方面具有同其它调速装置无法比拟的优越性，以及可以方便实现同自动化控制系统（如dcs系统等）的通讯，决定使用北京利德华福电气技术有限公司变频装置带#1泵组运行。 并同时对#2、#3泵组进行增加软启动技改项目。 2.1harsvert-a10/120型高压变频装置原理 harsvert高压变频调速系统采用直接“高-高”变换形式，为单元串联多电平拓扑结构，主体结构由多组功率模块串联而成，从而由各组低压叠加而产生需要的高压输出，它对电网谐波污染小，总体谐波畸变thd小于4%，直接满足ieee519-1992的谐波抑制标准，输入功率因数高，不必采用输入谐波滤波器和功率因数补偿装置;输出波形质量好，不存在谐波引起的电机附加发热和转矩脉动、噪音、输出dv/dt问题、共模电压等问题，不必加输出滤波器，就可以使用普通的异步电机。 变频装置10kv系统结构由移相变压器、功率单元和控制器组成。10kv系列有24个功率单元，每8个功率单元串联构成一相。 每个功率单元结构以及电气性能完全一致，可以互换，其电路结构如图2所示，它为基本的交-直-交单相逆变电路，整流侧为二极管三相全桥，通过对igbt逆变桥进行正弦pwm控制，可得到如图3所示的波形。 输入侧由移相变压器给每个单元供电，移相变压器的副边绕组分为三组，构成48脉冲整流方式;这种多级移相叠加的整流方式可以大大改善网侧的电流波形，使其负载下的网侧功率因数接近1。 另外，由于变压器副边绕组的独立性，使每个功率单元的主回路相对独立，每个功率单元等效为一台单相低压变频器。 输出侧由每个单元的u、v输出端子相互串接成星型接法直接给高压电机供电，通过对每个单元的pwm波形进行重组，可得到如图4所示的阶梯正弦pwm波形。这种波形正弦度好，dv/dt小，可减少对电缆和电机的绝缘损坏，无须输出滤波器就可以使输出电缆长度延长，电机不需要降额使用，可直接用于旧设备的改造;同时，电机的谐波损耗大大减少，消除了由此引起的机械振动，减小了轴承和叶片的机械应力。 当某一个单元出现故障时，通过使图2中的软开关节点k导通，可将此单元旁路出系统而不影响其他单元的运行，变频器可持续降额运行，可减少很多场合下停机造成的损失。

2.2设备选型

引水一号机组技改配置水泵扬程45m，流量8600m3/h，配套电机1600kw/10kv，配套一台北京利德华福电气技术有限公司1600kw/10kv高压变频调速系统，变频系统安装、调试在2004年7月份完成并开始运行。 自水站引水通水以来，管路特性不断恶化，后采用前加氯，管道特性开始好转，但未达到设计值，选型时水泵扬程只有根据实际情况计算，水厂根据运行情况将水泵扬程设计值由50m降到45m，现实际运行时，额定点扬程45m，流量8600m3/h，保证了水泵在最高效区的运行。 3、改造后系统运行情况 3.1变频试运情况 试运行时，电机在频率24～26hz之间存在机械共振，后设置变频跳跃频率点，避开共振区，供水泵组稳定运行;实际调速时，水泵转速可降到额定的40%，即198r/min稳定运行，各种参数符合其特性曲线。 3.2变频操作及节能情况 这次技改，通过变频可以减少工作人员的工作量、保护管道、节省电耗，在选型及可行性论证中水站投入了比较大的精力，引水变频的使用属于采用调速且管路特性不变的情况，水泵运行时单泵走单管，不属于变频和工频水泵并联运行的情况，应该算是比较简单并且最省电的情况，但实际上，由于峰谷电价、调节池的水位调节、水厂用水量变化较大（水厂取水只可用开关水泵调节）等因素，不能单纯地按流量来调节，需要建立一个有效的数学模型进行变频的控制，现将变频的控制做一个说明: （1）变频的数据

螺栓轴力扭矩试验台

液晶数显弹簧拉力试验机

密封垫拉伸试验机

煤矿锚杆拉力试验机

塑料球压痕硬度计