引言
變頻改造是一個系統(tǒng)工程。安裝變頻調(diào)速裝置后，風機可軟啟軟停，減少設(shè)備機械沖擊，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，保護管網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。系統(tǒng)投運一年來，運行穩(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，經(jīng)濟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。該水泵機組的電機采用高壓10kv、710kw普通異步電機，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)度的要求進行正常的開、停泵操作；該水泵機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，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，每年維修費用就在20萬元以上。由于用戶的用水變化的特點無法改變，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)定運行。
該中心泵站高壓水泵電機變頻改造范圍為1#機和2#機，采用一拖二方式進行變頻改造。電機參數(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，當變頻器出現(xiàn)故障時，可自動切換到另一臺電機工頻旁路運行。高壓變頻器基本要求如下：
?。?） 要求采用直接高壓的高－高變頻器；
?。?） 要求變頻器整流脈沖數(shù)在18脈沖以上（含18脈沖整流）；
?。?） 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，電機變頻將采用如下控制方式：
?。?）一套變頻器裝置通過切換可以分別控制兩臺電機，即變頻器可在1＃、2＃電機之間手動切換運行。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。
?。?） 當變頻器出現(xiàn)故障，自動切換到工頻旁路運行，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。
?。?）變頻器頻率可在0～50hz范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。變頻器單獨設(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)速達到恒壓閉環(huán)控制水管壓力的要求。
?。?） 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入現(xiàn)場已有的plc監(jiān)控后臺。
?。?） 可在變頻器操作鍵盤上方便地實現(xiàn)電機的啟停、速度給定及參數(shù)調(diào)整等。
?。?） 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/停等進行監(jiān)控。
?。?） 變頻器故障、保護動作、自動切換等需在監(jiān)控后臺進行報警顯示。
?。?） 系統(tǒng)零速至全速起動時間不大于10s
?。?） 變頻器輸入輸出達到完美無諧波，諧波分量完全滿足gb/t14549-93國標及ieee519-1992國際標準的要求。
（10） 功率因數(shù)可以達0.95以上，效率可達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。
?。?2）正常電壓波動范圍：10.5kv±10%。
