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高压大功率变频器在葫芦岛平山供水的使用

作者:佚名  滥觞:湖北三环开展股份有限公司    日期:2014-6-10  阅读:

一、       概述

近几年来,高压变频调速手艺这一极新的、变化性的手艺在国民经济的各个主要的行业正获得愈来愈普遍的使用。特别是海内一些生产厂家的技术水平,已靠近世界同行业的抢先程度。作为高压变频调速的最新手艺,单位串连多电平高压变频器,接纳多重化手艺,供给无谐波的波形、具有明显的节能结果,是其他高压变频调速手艺所无法相比的。

葫芦岛市是海内严峻的缺水都会,而平山水源则是葫芦岛市水源供应的命根子。水资源的严峻匮乏,使供水量的调理尤其主要。平山水源泵站有410KV、功率710KW的水泵机组。每台机组的额定流量为1800m3/h,扬程为120。平山水源距葫芦岛市60千米,沿途要翻越几座100阁下的山坡,因此管网压力已达0.9MPa。总管流量按照用户需求及水源蓄水情况停止调理,普通的颠簸区间为2000~3800m3/h,以是普通要开两台泵,最多时须同时开启三台泵。本来利用调理阀门开度的办法改动管网流量,既不直观,又形成了能源的华侈。公司颠末大量的调研事情,决议接纳海内最先辈的高压变频调速手艺-单位串连多电平高压变频调速手艺,并选用了某企业的HARSVERT-A系列变频器。颠末几个月的运转,我们发明某企业HARSVERT-A系列变频器具有节能结果较着,操纵烦琐,不变可*等长处。

二、HARSVERT-A系列变频器道理
  HARSVERT-A系列高压变频调速体系的构造见图2.1,由移相变压器、功率单元和控制器构成。10000V系列有24个功率单位,每8个功率单位串连组成一相。

2.1 高压变频调速体系结构图

  每一个功率单位构造上完全一致,能够交换,其电路构造见图2.2,为根本的交--交单相逆变电路,整流侧为二极管三相全桥,经由过程对IGBT逆变桥停止正弦PWM掌握,可得到如图2.3所示的波形。

                             

    2.2 功率单位电路构造

                       

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      2.3 单位输出的PWM波形

 输入侧由移相变压器给每一个单位供电,移相变压器的副边绕组分为三组,组成48脉冲整流方法;经多级移相叠加的整流方法,可改进电流波形,是迫近尺度正弦波,高次谐彼<2%,完整契合1992年订定的IEEE519尺度和GBT1454993国家标准《电能质量公用电网谐波》要求。负载下的网侧功率因数靠近1

另外,因为变压器副边绕组的独立性,使每一个功率单位的主回路相对自力,相似通例高压变频器,便于接纳现有的成熟手艺。

输出侧由每一个单位的UV输出端子互相串接而成星型接法给机电供电,经由过程对每一个单位的PWM波形停止重组,可得到如图2.4所示的门路PWM波形。这类波形正弦度好,dv/dt小,可削减对电缆和机电的绝缘破坏,不必输出滤波器就能够使输出电缆长度很长,机电不需要降额利用,可间接用于旧装备的革新;同时,机电的谐波消耗大大削减,消弭了由此惹起的机械振动,减小了轴承和叶片的机器应力。

2.4 HARSVERT-A系列变频器的输出波形

  变频器系统安全、可*,保护装置功用齐备,具有过电压、欠压、过电流、过热、缺相称保护装置。具有完好的毛病监测电路、准确的毛病报警庇护和将毛病功率模块旁路功用。
当某一个单位呈现毛病时,经由过程使图2.2中的继电器K闭合,可将此单位旁路出体系而不影响其他单位的运转,变频器可持续降额运转;云云可削减许多场合下停机形成的丧失。

三、调速计划

  按照实际情况,我们肯定的调速计划为:挑选14号泵为可调速水泵,一般运转时此中任一台运转于调速形态,而另外一台泵作为备用,也可随时投入工频形态运转。两台泵运转形态的切换接纳手动方法。并要求两台泵不能同时投入变频形态,或同时投入工频形态运转,对此要求,在设想旁路切换柜时出格设想了机器联锁安装。实践的道理接线图如图3.1

                                  

   3.1 旁路切换柜原理图
  此中:KA1KA2为高压开关

     KG1-KG4 为断绝开关

四、水泵调速替换阀门撙节后的节能状况
1.
水泵实践使用工况

  平山供水公司是向葫芦岛市自来水公司供给源水的公司。其水源由平山水源泵站运送到位于葫芦岛市的平山供水公司的清水厂,在清水池中停止处置后再送到自来水公司。
2.
节能阐发
  假如经由过程水泵调速方法改动流量,使流量由Q1变至Q2,速度由N1调至N2,则事情点由A点降到B点;假如水泵定速为N1运转,经由过程阀门改动流量,则水泵从A点变为C点。水泵在BC两事情点的功率别离为:PC=H3×Q1, PB =H2×Q1

  假定水泵在BC两点服从不同不大,都约为η,则调速方法相对关阀方法,节能效益

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3. 实践节能状况
  实践运转中,每台泵在工频运转下的满负荷输出为1800m3/h,我们按照最典范的使用工况,别离统计了管网输出为3268m3/h2600m3/h时两台工频泵及一台工频泵配一台变频泵运转时的几组数据:

两台工频泵在管网流量为3268m3/h下运转,统计时段累计供水量为50190m3,耗电量为21450度,计较得吨水耗电量为0.4274度;

  一台工频泵共同一台变频泵在管网流量为3268m3/h下运转,统计时段累计供水量为47525m3,耗电18375度,计较得吨水耗电量为0.3866度;

  两台工频泵在管网流量为2600m3/h下运转,统计时段累计供水量为62270m3,耗电量为28950度,计较得吨水耗电量为0.464度;

  一台工频泵共同一台变频泵在管网流量为2600m3/h下运转,统计时段累计供水量为68100m3,耗电29550度,计较得吨水耗电量为0.4339度;

  假定利用一台变频泵配一台工频泵,一年中各有一半工夫别离在3268m3/h2600m3/h下运转,每度电费为0.45元,则一年中较利用两台工频泵节省的电费为:
  (0.4274-0.3866×3268×24×365/2×0.45+(0.4649-0.4339)×2600×24×365/2×0.45=262802+158862=42.1664万元。
五、便利的阀门联锁功用  HARSVERT-A系列高压变频器装备了西门子公司的S7200系列PLC,在实现内部逻辑掌握时显得尤其便利。其阀门联锁功用的感化是:在启动水泵升速历程中,水泵出口水压逐步增高,当大于设定的最小开阀出口水压时,阀门开端翻开,直至开全;在停泵时,阀门同步封闭;假如开泵时,阀门因各类缘故原由未能开全,将提醒阀门没有开全,停泵时,如阀门未关严,将提醒阀门没有关严。实践使用中,我们将最小开阀水压设定为0.9MPa,如许在开泵和停泵历程中,值班人员无需再对阀门施行任何操纵,不只削减了操纵的失误,并且在开阀、关阀历程中对管网的打击也很小。
六、方便快捷的操纵


  HARSVERT-A系列高压变频器有完美的上位机监控功用,操纵职员在值班室便可完成对变频器的统统操纵,分离现场的实践工况,在变频器的掌握界面和长途监控界面上能够及时显现总管流量、总管水压、变频泵出口水压等参数,极大的减轻了操纵职员的工作量,提高了工作效率。监控界面见图6.1




七、先辈的长途拨号监控功用
  关于供水公司的上层管理者而言,他们需求常常理解变频器的现场运转状况,而变频器的长途拨号监控功用无疑给他们供给了极大的便利。他们只需在本人的办公电脑上安装利德华福公司供给的长途拨号软件,在需求时拨通为变频器供给的专线电话,便可看到变频器的现场运转界面。长途拨号软件为他们设置了操纵权限,不会发作误操纵而对变频器的运转一般形成任何影响。假如变频器在运转中呈现毛病,利德华福公司的技术服务部分也可经由过程长途监控把握现场的最切当的运转资料,以协助他们实时作出精确的判定。

八、高压大功率变频器利用时的注意事项

1
、当全速泵和调速泵并联运行时,为了包管不发作内讧,水泵转速调理范畴不宜太大,凡是应不低于额定转速的50%,最幸亏70100%之间。当转速低于额定转速的4050%时,水泵自己的服从较着降落,更不经济。

2
、传统的水泵都是按工频全速运转设想的,普通只在最高转速下持久运转,仅在启动历程中短时阅历其他转速点,以是难保在除工频以外的其他频次点上不存在机器共振征象。将传统的水泵用变频器驱动调速运转后,除工频点以外,水泵也能够在调速地区的所有频点上不变运转,以是需求在全部调速地区对水泵机组作机器共振测定。假如存在机器共振频点,该当输入变频器,避免变频器在这些特别的频次点上持久运转。
3
、变频器安装位置四周的环境温度应低于40,变频器的安装空间应充足大,不然热量无法散出,会使变频器庇护停机。当环境温度高于40,需装备响应的空调设备。当变频器的安装空间有限时,为了包管变频器的一般运转,需加装自愿透风安装。
九、结束语

  高压大功率变频器在产业和糊口供水系统中的使用将会愈来愈普遍,除了有较着的节能结果外,还能够接入工场的DCS体系中,构成一个大闭环的调速控制系统,使工艺设备运转方法更趋公道,使装备的自动化水平提高到了一个新水平,将会有很可观的社会效益

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