于鵬

摘 要：在當(dāng)前社會(huì)中，高壓變頻器是一種十分重要的設(shè)備，在很多領(lǐng)域中都發(fā)揮了重要的作用。在給水泵電機(jī)中，高壓變頻器更是發(fā)揮著不可替代的作用。在實(shí)際工作中，高壓變頻器能夠保護(hù)齊全有效，工作狀態(tài)穩(wěn)定，并且具有較小的諧波量。為了進(jìn)一步優(yōu)化高壓變頻器的性能和效益，本文對(duì)高壓變頻器在給水泵電機(jī)上的節(jié)能應(yīng)用進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：高壓變頻器；給水泵電機(jī)；節(jié)能應(yīng)用

變頻技術(shù)是一種十分重要的技術(shù)，隨著該技術(shù)的不斷發(fā)展，在生產(chǎn)機(jī)械等方面，變頻器調(diào)速技術(shù)得到了極大的應(yīng)用。不但能夠?qū)ιa(chǎn)機(jī)械的調(diào)速要求加以滿足，同時(shí)也能夠有效的節(jié)省電能。在風(fēng)機(jī)類、泵類機(jī)械當(dāng)中，高壓變頻器能夠根據(jù)不同的生產(chǎn)狀況，對(duì)在機(jī)械上的應(yīng)用進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，從而取得更好的節(jié)能效果。

一、變頻器裝置的參數(shù)特點(diǎn)

以某型號(hào)的變頻器裝置為例，具有1900kV·A的額定功率、332A的額定電流、3.3kV的額定電壓。在對(duì)水泵電機(jī)進(jìn)行變頻改造的過程中，在6kV電壓、1600kW功率的水泵電機(jī)中，定子線圈是Y接的形式，而卻沒有引出星點(diǎn)。

因此對(duì)電機(jī)進(jìn)行改線操作，打開Y接形式端部線圈的星點(diǎn)，在接線盒中的接線端子上，將6條引出線進(jìn)行放置[ 1 ]。通過這種方式，電機(jī)定子線圈也會(huì)具有3.3kV的工作電壓，能夠符合變頻器的工作電壓。

利用變壓器，將6kV的裝置電壓降為3.3kV，對(duì)變頻器的工作電壓進(jìn)行確保。采用每分鐘1000轉(zhuǎn)到3000轉(zhuǎn)調(diào)速范圍的橫向風(fēng)道散熱，同時(shí)將工頻旁路功能設(shè)置在變頻器內(nèi)部，有效應(yīng)對(duì)故障問題。

在每分鐘1890轉(zhuǎn)的電機(jī)共振點(diǎn)，對(duì)變頻器輸出波形自控調(diào)整技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，從而對(duì)共振點(diǎn)進(jìn)行跳過。在變頻器中，具有瞬時(shí)停電保護(hù)、過熱保護(hù)、失速、超頻保護(hù)、短路、缺相保護(hù)、欠電壓、過電流、過電壓等功能，與6kV斷路器開關(guān)進(jìn)行聯(lián)跳。在變頻裝置中，具有急停、手/自、停止、起動(dòng)等開關(guān)量輸出，報(bào)警、故障、準(zhǔn)備等開關(guān)量輸出，速度給定的模擬量輸入，頻率、電流的模擬量輸出。

采用PLC系統(tǒng)對(duì)變頻器進(jìn)行控制，按照負(fù)載情況，輸出變頻器功率輸出。在給定頻率輸入之后，結(jié)合輸入負(fù)載特征、負(fù)載情況等自動(dòng)調(diào)整變頻器。在啟動(dòng)過程中，變頻器可保持低轉(zhuǎn)速，通過控制變頻器啟動(dòng)加速度，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟動(dòng)，防止功率過大沖擊機(jī)械設(shè)備[ 2 ]。

二、變頻器裝置的綜合改進(jìn)

在某廠給水泵斷路器跳合閘回路當(dāng)中，對(duì)變頻器工頻允許條件進(jìn)行串入，從而對(duì)變頻器裝置進(jìn)行改進(jìn)?；谧冾l控制模式，將變頻允許條件傳入到點(diǎn)擊斷路器分合閘回路當(dāng)中，從而使操控可靠性得到有效提升。這樣，變頻器準(zhǔn)股指在切換工變頻的過程中，即便發(fā)生了一定的誤操作，也能夠避免設(shè)備事故的產(chǎn)生，有效的提高安全操作系數(shù)。

在變頻改造給水泵之后，變頻器、變壓器在實(shí)際運(yùn)行中，會(huì)產(chǎn)生很大的熱量，變頻器對(duì)溫度報(bào)警進(jìn)行發(fā)出，變壓器也達(dá)到了125℃的本體溫度[ 3 ]。為了解決這一問題，將400mm×800mm排風(fēng)口在變壓器柜上方端蓋處進(jìn)行切開。在變壓器對(duì)軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行安裝，增強(qiáng)變壓器散熱。將變頻器啟動(dòng)回路連接到風(fēng)機(jī)開關(guān)，因此只有開啟風(fēng)機(jī)，才能啟動(dòng)變頻器，將引風(fēng)管道安裝在變頻器柜上方，能夠及時(shí)的排除變頻設(shè)備散發(fā)熱量，從而確保降低變頻器內(nèi)部溫度。

三、高壓變頻器的節(jié)能應(yīng)用

在某電廠給水泵電機(jī)中，具有1600kW的功率，向鍋爐中直接送水，因此，要求電機(jī)達(dá)到較高壓力、揚(yáng)程、出力。在對(duì)給水泵進(jìn)行變頻改造之前，給水泵給水調(diào)節(jié)門保持20%的開度，從而對(duì)截留壓力進(jìn)行產(chǎn)生，以對(duì)鍋爐供水壓力進(jìn)行確保。在進(jìn)行變頻改造之后，實(shí)際能夠達(dá)到80%左右的調(diào)節(jié)門開度，因而能夠有效的控制節(jié)流帶來的能量損失。

對(duì)于高壓變頻器在給水泵電機(jī)上的節(jié)能應(yīng)用，可采用實(shí)際數(shù)據(jù)法、理論分析法等進(jìn)行分析[ 4 ]。在工頻狀態(tài)下，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為每分鐘2985轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速、160A的電流、6kV的電壓。在變頻狀態(tài)下，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為每分鐘2700轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速、105A的電流、6kV的電壓。

根據(jù)計(jì)算得出，給水泵電機(jī)輸出功率節(jié)省了485.83kw，因此每日能夠節(jié)省11659.9千瓦時(shí)的電能。基于流體力學(xué)的基本原理能夠得知，在給水泵電機(jī)中，電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速、輸出功率之間，二者的立方呈正比關(guān)系。

在高壓變頻器應(yīng)用之前，轉(zhuǎn)速為每分鐘2985轉(zhuǎn)，功率為1600kW，在高壓變頻器應(yīng)用之后，轉(zhuǎn)速為每分鐘2700轉(zhuǎn)，功率為1182.7kW。經(jīng)過計(jì)算，變頻改造之后，每天能夠節(jié)省10015.1千瓦時(shí)的電能。

經(jīng)過實(shí)際數(shù)據(jù)法、理論分析法的計(jì)算和分析，基本上能夠得到相同的節(jié)能計(jì)算結(jié)果。在對(duì)高壓變頻器進(jìn)行應(yīng)用之后，還能夠提升功率因數(shù)，同時(shí)能夠?qū)o水調(diào)節(jié)門的節(jié)流損失進(jìn)行節(jié)省，從而取得更為良好的節(jié)能效果。以每天10015.1千瓦時(shí)的節(jié)電效果計(jì)算，如果每千瓦時(shí)電費(fèi)為0.5元，則每年能夠節(jié)省出182.76萬元的電費(fèi)。

據(jù)此計(jì)算，在給水泵電機(jī)上對(duì)高壓變頻器進(jìn)行節(jié)能應(yīng)用，在兩年之內(nèi)就能夠?qū)C(jī)械設(shè)備的改造成本進(jìn)行收回，同時(shí)，每年都能夠持續(xù)節(jié)省大量的電費(fèi)，對(duì)于給水泵電機(jī)的運(yùn)行效益有著十分巨大的好處。

四、結(jié)論

在給水泵電機(jī)的運(yùn)行當(dāng)中，由于功率較大，因而會(huì)消耗大量的電能。為了提升給水泵電機(jī)的運(yùn)行效益，可以將高壓變頻器在給水泵電機(jī)上進(jìn)行節(jié)能應(yīng)用，通過對(duì)給水泵電機(jī)的變頻改造，優(yōu)化電機(jī)在運(yùn)行當(dāng)中的各項(xiàng)性能和效益，從而更為有效的節(jié)約電能提高效益。

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