天津新開河水廠為天津市三大水廠之一,日供水能力100萬噸,送水泵房一期工程配備1000KW/6KV水泵8臺(tái),630KW/6KV水泵2臺(tái),其中兩臺(tái)1000KW/6KV水泵采用串級(jí)調(diào)速,其余水泵接工頻電網(wǎng)定速工作。二期工程配備1650KW/6KV水泵4臺(tái),其中兩臺(tái)采用采用ABB公司的變頻器進(jìn)行變頻調(diào)速,另兩臺(tái)定速工作。
北京利德華福公司于2001年3月生產(chǎn)出HARSVERT-A06/130高壓大功率變頻器樣機(jī),同年4月在北京化工試驗(yàn)廠780KW水泵機(jī)組上投入試運(yùn)行。為了進(jìn)一步考核變頻器的負(fù)載能力,變頻器于2000年6月,在天津新開河水廠的一期2#水泵(1000KW/6KV)投入試運(yùn)行。
經(jīng)過一年多的運(yùn)行考驗(yàn),由于變頻器運(yùn)行穩(wěn)定,天津新開河水廠于2001年6月正式簽署了該臺(tái)變頻器樣機(jī)的購(gòu)買合同,并同期進(jìn)行了電氣線路的改造。
二、 變頻器的性能參數(shù)
HARSVERT-A06/130變頻器的主要性能指標(biāo)如下:
變頻器容量 1350KVA
額定輸出電流 130A
輸入頻率 45Hz到55Hz
額定輸入電壓 6000V
允許電壓波動(dòng) ±10%
輸入功率因數(shù) ≥0.96(大于20%負(fù)載時(shí))
輸出頻率范圍 0.01Hz到50Hz(即:調(diào)速范圍0-100%)
變頻器效率 ≥96%
輸出頻率分辨率 0.01Hz,無級(jí)調(diào)速
過載能力 120%一分鐘,150%立即保護(hù)
三、 變頻器的應(yīng)用方案
HARSVERT-A06/130在天津新開河水廠的應(yīng)用中,采用一帶多的方案,可以分別驅(qū)動(dòng)一期泵房的二、四、八號(hào)水泵作變頻調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn),二、四、八號(hào)水泵也可單獨(dú)接工頻電網(wǎng)作全速運(yùn)轉(zhuǎn),三臺(tái)水泵容量均為1000KW/6KV。
1、 2K、4K、8K為原有的高壓真空斷路器。
2、 開關(guān)2KB與2K電氣聯(lián)鎖,4KB與4K電氣聯(lián)鎖,8KB與8K電氣聯(lián)鎖。2KB、4KB、8KB三個(gè)開關(guān)相互聯(lián)鎖,聯(lián)鎖功能由開關(guān)柜自身實(shí)現(xiàn)。
3、 將KM、2KB、4KB、8KB的分合閘狀態(tài)共4個(gè)節(jié)點(diǎn)引入變頻器。以便變頻器鑒別是否滿足電機(jī)啟動(dòng)條件。
4、 在KM和2KB(或4KB、或8KB) 已合閘時(shí),變頻器才能啟動(dòng)電機(jī)。這功能由變頻器的PLC完成。
5、 在變頻器正運(yùn)行時(shí),2KB(或4KB、或8KB)不允許分閘。這功能由變頻器的PLC完成。
6、 KM柜設(shè)過電流保護(hù)(按1000KW電機(jī)整定)。真空開關(guān)10KV,630A。盤面上有電流表、有功電能表、開、停指示燈,開、停按鈕,配電流互感器,電流綜合繼電器。
7、 2KB、4KB、8KB柜不設(shè)繼電保護(hù),2KB、4KB、8KB為真空開關(guān)。盤面上有開停指示燈及操作按鈕,不設(shè)繼電保護(hù)。變頻器能夠保證電機(jī)過電流時(shí),可靠分閘。
8、 變頻器有"本地"及"遠(yuǎn)程"兩種控制方式,"本地控制"是指在變頻器處開、停電機(jī)及調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速;"遠(yuǎn)程控制"時(shí)由PC機(jī)在操作室控制開、停電機(jī)及調(diào)轉(zhuǎn)速。新增的4個(gè)高壓開關(guān)(KM、2KB、4KB、8KB)均采用就地控制。
四、 變頻器運(yùn)行情況
1. 變頻器體積小,安裝簡(jiǎn)單
HARSVERT-A06/130變頻器于2000年6月27日在新開河水廠送水泵房開始吊裝,6月30日帶水泵開始并網(wǎng)供水,從吊裝到并網(wǎng)供水只花3天時(shí)間。相對(duì)于水廠其他變頻設(shè)備而言,由于HARSVERT-A06/130變頻器所有部分都已裝在盤柜里,不需要另外的變壓器、電抗器、濾波器、補(bǔ)償電容、啟動(dòng)設(shè)備等一系列其他裝置,所以體積小,結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積很小,安裝簡(jiǎn)單,現(xiàn)場(chǎng)配線少,調(diào)試周期短,投入生產(chǎn)快。
2. 電機(jī)及水泵機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn),溫升正常
采用HARSVERT-A06/130變頻器進(jìn)行調(diào)速的是一期送水泵房的2#機(jī)組,電機(jī)為湘潭電機(jī)廠于1983年9月出廠的普通三相籠形異步電動(dòng)機(jī)(型號(hào):Y1000-10/1430),水泵為長(zhǎng)沙水泵廠于1983年9月出廠的32SA-10型離心式水泵。在水泵機(jī)組的整個(gè)調(diào)速范圍之內(nèi),電機(jī)和水泵都平穩(wěn)運(yùn)行,沒有出現(xiàn)異常振動(dòng)和噪音,電機(jī)繞組及水泵軸瓦的溫升也處于正常范圍。和原來工頻運(yùn)行相比,變頻后機(jī)組啟動(dòng)的噪音和啟動(dòng)電流都大大減小,對(duì)機(jī)組的機(jī)械沖擊也大幅度減小。
3. 變頻器運(yùn)行穩(wěn)定,性能良好,對(duì)電網(wǎng)諧波污染少
HARSVERT-A06/130變頻器投運(yùn)以來,運(yùn)行穩(wěn)定,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)平滑可靠,電壓和電流穩(wěn)定,沒有出現(xiàn)波動(dòng)現(xiàn)象。運(yùn)行過程中,新開河水廠運(yùn)行人員以及北京利德華福公司技術(shù)人員協(xié)助國(guó)家電控配電設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心對(duì)變頻器作了全面測(cè)試,同時(shí)還由中國(guó)電力科學(xué)研究院對(duì)變頻器作了諧波專項(xiàng)測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明,在水泵機(jī)組的整個(gè)調(diào)速范圍之內(nèi),變頻器網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)都在0.97以上,效率均高于96%,滿載時(shí)網(wǎng)側(cè)電流諧波總含量小于3%,優(yōu)于水廠同類進(jìn)口設(shè)備。
4. 變頻器界面簡(jiǎn)單直觀,易于掌握,易于維護(hù)
HARSVERT-A06/130變頻器采用友好的中文化bbbbbbS界面,各種主要的運(yùn)行參數(shù)在界面上有直觀顯示、主要的操作按鈕通過觸摸屏做在界面上,變頻器的起停、改變運(yùn)行頻率等操作簡(jiǎn)單易行,水廠一般的值班操作人員經(jīng)過一個(gè)多小時(shí)的培訓(xùn)就已全面掌握。另外,變頻器的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)十分完善,各種信息提供準(zhǔn)確及時(shí),提高了設(shè)備操作的安全性,也便于設(shè)備的維護(hù)。
5. 變頻器適應(yīng)能力強(qiáng),運(yùn)行可靠
2000年7月中旬,天津市出現(xiàn)連續(xù)高溫天氣,環(huán)境溫度高達(dá)四十多度,當(dāng)時(shí)變頻器屬于臨時(shí)安裝,現(xiàn)場(chǎng)沒有地溝,變壓器柜進(jìn)風(fēng)不暢。HARSVERT-A06/130變頻器在這種惡劣環(huán)境條件下連續(xù)滿負(fù)荷運(yùn)行,輸入變壓器的繞組溫度曾經(jīng)達(dá)到110℃,但變頻器一直運(yùn)行正常,從未發(fā)生異?,F(xiàn)象。改善變壓器柜通風(fēng)后,同樣滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí),變壓器的繞組溫度下降了15℃,變頻器在高溫環(huán)境下的運(yùn)行能力得到進(jìn)一步增強(qiáng)。
HARSVET-A06/130變頻器還具有很強(qiáng)的電壓適應(yīng)能力。水廠6KV電網(wǎng)在用電高峰和低谷時(shí),波動(dòng)經(jīng)常超過5%,嚴(yán)重時(shí)甚至達(dá)10%,引進(jìn)的ABB公司的變頻器時(shí)常因電網(wǎng)電壓波動(dòng)而停機(jī),而HARSVERT-A06/130變頻器在同種電網(wǎng)工況下滿負(fù)荷運(yùn)行,一切正常。
6. 值班人員工作量減少
2#水泵采用HARSVERT-A06/130變頻調(diào)速后,進(jìn)線端的高壓開關(guān)正常時(shí)總處于合閘狀態(tài),無需控制。開泵時(shí),可在變頻器主界面或遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)監(jiān)控終端界面進(jìn)行控制操作。隨著供水水量的變化,水廠值班人員在值班室就可以通過遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)監(jiān)控終端方便地調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速,滿足天津市自來水公司對(duì)水量和水壓的統(tǒng)一調(diào)度要求,不再需要頻繁地開停大小水泵,工作量大大減少。由于變頻器本身網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)很高,變頻水泵不再需要值班人員根據(jù)工況變化投入補(bǔ)償電容,這也在一定程度上減少了值班人員的工作量。 五、 節(jié)能情況及效益分析
在天津新開河水廠,目前采用多臺(tái)水泵并聯(lián)供水方式。由于日夜供水量變化較大,水廠一般采用開停大小泵的方法進(jìn)行流量調(diào)節(jié),而不采用閥門調(diào)節(jié)水量,盡管如此,還存在一定的能源浪費(fèi)現(xiàn)象。
2#水泵采用變頻器調(diào)速前,水廠送水泵房一般采用ABB的調(diào)速水泵和一到兩臺(tái)工頻水泵并聯(lián)向市區(qū)供水。用這種方式運(yùn)行的2000年5月和2000年6月,千噸水耗電指標(biāo)分別是138.63度和134.80度。用HARSVERT-A06/130變頻器調(diào)速的2#水泵投入運(yùn)行后,在2000年7、8兩個(gè)月,千噸水耗電指標(biāo)分別是128.61度和129.51度,綜合電耗指標(biāo)比2000年5、6月份下降了5.6%。在2000年7、8兩個(gè)月,ABB的調(diào)速泵實(shí)際上繼續(xù)運(yùn)行,HARSVERT-A06/130變頻器的投入,在有限的節(jié)電潛力上,仍然挖掘出5.6%的節(jié)電量。
天津新開河水廠供水量為定速泵和調(diào)速泵的總水量,從實(shí)際情況看出,多開調(diào)速水泵,增大調(diào)速泵比例,節(jié)電潛力更大。
從一年半的運(yùn)行情況來看,北京利德華福公司生產(chǎn)的HARSVERT-A06/130高壓大功率變頻器性能好,可靠性高。不僅可以在自來水新上項(xiàng)目中設(shè)計(jì)采用,而且由于該變頻器占地面積小,適用于一般的普通電機(jī),所以也特別適合于進(jìn)行舊設(shè)備的改造。在多泵并聯(lián)運(yùn)行的工況下,采用變頻器對(duì)水泵進(jìn)行調(diào)速,只要調(diào)度合理,節(jié)能效果仍然十分明顯,對(duì)增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益有很大促進(jìn)作用。










