摘 要：本文介紹了在恒壓供水系統中，選擇高壓變頻器調速的目的，高壓變頻器的工作原理和帶主回路旁路功能的接線(xiàn)方式，以及在運行中碰到的問(wèn)題和處理方法。改造后系統運行可靠、節能。

　　關(guān)鍵詞：高壓變頻器、閉環(huán)控制、工作原理

　　概述

　　水在日常生活及工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少，很多地方都要求水壓穩定。2005年海寧市第二水廠(chǎng)原有220kW/400V變頻機組一臺供水恒壓控制。隨著(zhù)供水范圍的增大、供水量的增大以及供水量日夜差值的增大，供水調速范圍也要求增大，原有的設已不能滿(mǎn)足現有的生產(chǎn)要求，所以決定對原有的水泵進(jìn)行變頻控制改造。

海寧市第二水廠(chǎng)高壓變頻器

　　機組配置：

　　一、選型

　　水廠(chǎng)作為公共服務(wù)行業(yè)，在設備采購上主要考慮到設備的安全可靠，也要考慮到設備的性?xún)r(jià)比。隨著(zhù)電氣傳動(dòng)技術(shù)，尤其是變頻調速技術(shù)的發(fā)展，作為大容量傳動(dòng)的高壓變頻調速技術(shù)也得到了廣泛的應用。在設備改造方案上，我們通過(guò)市場(chǎng)的調查，從我們水廠(chǎng)的實(shí)際情況以及經(jīng)濟角度考慮，采用直接高壓型高壓變頻器比較合理。目前單元串聯(lián)多電平PWM電壓源變頻器性能比較好，該高壓變頻器的工作原理相似于美國ROBICON公司生產(chǎn)的完美無(wú)諧波變頻系統。變頻器采用若干個(gè)低壓PWM變頻功率單元串聯(lián)的方式實(shí)現直接高壓輸出，對電網(wǎng)諧波污染小，符合供電局的諧波要求，輸入功率因素高，不必采用輸入濾波器和功率因數補償裝置;輸出波形好，不存在由諧波引起的電動(dòng)機附加發(fā)熱和轉矩脈動(dòng)、噪音、輸出dv/dt，共模電壓等問(wèn)題，可以使用于普通異步電動(dòng)機。這種技術(shù)比較先進(jìn)，符合我們的使用環(huán)境，所以我們的設備招標在這基礎上進(jìn)行，最終北京合康億盛科技有限公司的HIVERT系列高壓變頻器以較高的性?xún)r(jià)比而中標。

　　二、恒壓控制工作原理及系統方案

　　圖3是設備改造的系統圖。恒壓控制在控制理論上是一種跟隨控制，供水管網(wǎng)的出水壓力由壓力變送器（西門(mén)子）檢測之后，將其轉換為4～20mA電流信號送入變頻器，變頻器將根據被控量的實(shí)際值和期望值，按照PID調節參數中設定的PID參數，自動(dòng)調節變頻器的輸出頻率，使被控量的實(shí)際值自動(dòng)跟隨期望值。使管網(wǎng)的實(shí)際水壓跟隨設定水壓變化，并動(dòng)態(tài)維持在設定水壓上。

　　為了保證整個(gè)系統運行的可靠性，圖3中的旁路柜，k1～k3采用聯(lián)鎖手動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)，當變頻器出現嚴重故障不能繼續運行、兩級單元旁路后再有單元發(fā)生故障時(shí)，變頻器將立即封鎖輸出，并分斷上級開(kāi)關(guān)柜真空斷路器DL，操作人員對旁路柜進(jìn)行手動(dòng)切換在工頻狀態(tài)，再合上真空斷路器DL，將電機投入工頻電網(wǎng)運行。開(kāi)關(guān)設備各部分的投入和退出，仍應嚴格按操作說(shuō)明的規定進(jìn)行，不應隨意操作，更不應在操作受阻時(shí)，不加分析強行操作，否則，容易造成設備損壞，甚至引起事故。

圖3系統圖

　　三、保護功能

　　HIVERT-Y10/029高壓變頻器在運行中具有過(guò)壓保護、欠壓保護、缺相保護、半導體器件過(guò)熱保護和變壓器過(guò)熱保護的功能。

　　四、變頻器的使用

　　當時(shí)HIVERT-Y10/029高壓變頻器在工藝設計中沒(méi)有考慮增加散熱通風(fēng)道，在夏天高溫時(shí)，電柜內部溫度達到80℃以上，對于第一代設備會(huì )導致平板電腦死機，引起PLC不工作，變頻器定頻率運行。對于目前產(chǎn)品會(huì )導致重故障報警跳閘。后來(lái)我們發(fā)現變壓器柜和單元柜柜頂安裝的離心式風(fēng)機排除的熱風(fēng)又吸入了電柜內，如此循環(huán)電柜內溫度越來(lái)越高。我們進(jìn)行改造，把通風(fēng)管道接上離心式風(fēng)機直接通到室外。改造后室外溫度39℃時(shí)，電柜內部溫度保持在57℃左右，上述問(wèn)題一一解決。恒壓供水控制系統工作很穩定，供水壓力曲線(xiàn)平穩，波動(dòng)±0.005Mpa，操作不再繁瑣。

　　在節能降耗方面，由于我廠(chǎng)原有調速設備也是變頻設備，在節能方面沒(méi)有明顯的效果，在高壓變頻設備投產(chǎn)前，配水單位電耗平均約4.73 kWh/km3.m，設備投產(chǎn)后實(shí)際配水單位電耗約4.50 kWh/km3.m，下降0.23 kWh/km3.m，節能效率4.86%。另外使用了高壓變頻控制，也省了一臺400kVA變壓器的銅鐵損耗。

　　在使用中要注意清洗過(guò)濾網(wǎng)的工作，高壓變頻器柜門(mén)外裝有過(guò)濾層，用于阻擋粉塵進(jìn)入單元內部。要經(jīng)常用一張A4紙檢查變壓器柜、功率單元柜進(jìn)風(fēng)口風(fēng)量，看紙張是否能被過(guò)濾網(wǎng)牢牢吸住，如吸不住應及時(shí)排除（檢查冷卻風(fēng)機是否運轉正常，更換或清洗過(guò)濾網(wǎng)）。應定期維護間隔推薦為每半年一次，如灰塵較多，過(guò)濾網(wǎng)更換周期可縮短到一個(gè)月一次。

　　參考文獻

　?。?）謝喜平 《水廠(chǎng)送水泵的變頻調速改造》北京：《中國給水排水》，2004.6

　?。?）吳忠智、吳加林《變頻器應用手冊》北京：機械工業(yè)出版社,2004.6

　?。?）《HIVERT系列高壓變頻器用戶(hù)手冊》2005.6