關鍵詞： 生物質電廠  給水泵  一拖一    高壓變頻器

摘要：本文介紹了英威騰GD5000係列高壓變頻器在某綠色能源開發有限公司給水泵上的應用。

一、引言

我國生物質能資源非常豐富
，發展生物質發電產業前景廣闊。一方麵，中國農作物播種麵積有18億畝，年產生物質約7億噸。相當於3.5億噸標準煤。此外
，農產品加工廢棄物包括稻殼
、玉米芯、花生殼、甘蔗渣和棉籽殼等
，也是重要的生物質資源。另一方麵，我國現有森林麵積約1.95億公頃，森林覆蓋率20.36%
，每年可獲得生物質資源量約8億至10億噸。

同tong時shi，發fa展zhan生sheng物wu質zhi發fa電dian，實shi施shi煤mei炭tan替ti代dai，可ke顯xian著zhu減jian少shao二er氧yang化hua碳tan和he二er氧yang化hua硫liu排pai放fang，產chan生sheng巨ju大da的de環huan境jing效xiao益yi。與yu傳chuan統tong化hua石shi燃ran料liao相xiang比bi，生sheng物wu質zhi能neng屬shu於yu清qing潔jie燃ran料liao，燃ran燒shao後hou二er氧yang化hua碳tan排pai放fang屬shu於yu自zi然ran界jie的de碳tan循xun環huan，不bu形xing成cheng汙wu染ran。據ju測ce算suan

，運yun營ying1台2.5萬kW的生物質發電機組，與同類型火電機組相比
，可減少二氧化碳排放約10萬t/a。

到2025年之前，可再生能源中，生物質能發電將占據主導地位。未來，利用生物質再生能源發電已經成為解決能源短缺的重要途徑之一。

二、項目介紹

該項目電廠容量為4×12MW，分兩期建設，一期建設2×12MW供熱發電機組。每年燃用稻殼量約20萬噸，年發電量144GWH，產品銷售收入8489萬元，年上繳稅金1417萬元，其中增值稅1288萬元。年利潤率為10.45%，在10年後可收回成本，具有良好的社會效益和經濟效益。

為了進一步降低發電廠用電率，降低發電成本，提高電價競爭力
，決定對係統內的給水泵進行變頻調速拖動，選用我司GD5000係列高壓變頻器。 

三

、係統方案

 1. 主回路方案：

由you於yu給gei水shui泵beng屬shu於yu重zhong要yao負fu載zai，除chu考kao慮lv正zheng常chang運yun行xing情qing況kuang下xia采cai用yong變bian頻pin方fang案an外wai，還hai需xu考kao慮lv變bian頻pin檢jian修xiu時shi采cai用yong工gong頻pin運yun行xing方fang案an，所suo以yi經jing過guo多duo方fang麵mian考kao慮lv，最zui終zhong采cai用yong一yi拖tuo一yi手shou動dong旁pang路lu方fang案an。

圖表 2一拖一手動切換方案

一拖一手動旁路櫃是由三個高壓隔離開關QS1、QS2、QS3組成。手動旁路櫃嚴格按照“五防”聯鎖要求設計，變頻器輸出QS2和旁路高壓隔離開關QS3機械閉鎖，完全能夠保證變頻調速係統安全運行。

1) 在變頻運行狀況下，QS1
、QS2閉合，QS3斷開。

如需手動切換至工頻運行時，係統先停止變頻器輸出

，斷開用戶開關

，再由機械操作依次斷開QS1、QS2
，然後機械操作閉合QS3，使電機切換至工頻側，再合上用戶開關，使電機工頻運行；

2) 在工頻旁路運行狀況下
，QS3閉合
，QS1、QS2斷開。

如需手動切換至變頻運行時
，係統先斷開用戶開關，由機械操作斷開QS3
，然後由機械操作依次閉合QS2、QS1，使電機切換至變頻側，再合上用戶開關。

2.控製係統方案

為了更方便的操作，變頻器的起停在機旁箱進行控製，在DCS上進行監控。頻率調節通過前級的傳感器返回的電流模擬量信號（4—20mA）進行PID控製。其具體控製信號如下：

2.1 與高壓開關櫃聯鎖信號

序號	名稱	性質	說明	備注
1	合閘允許	DO開關量	允許用戶合高壓電源	獨立無源幹接點
1	高壓跳閘	DO開關量	跳用戶高壓電源	獨立無源幹接點

1）合閘允許：常chang開kai接jie點dian，閉bi合he有you效xiao，此ci信xin號hao串chuan聯lian在zai供gong電dian高gao壓ya開kai關guan櫃gui的de合he閘zha回hui路lu中zhong，當dang變bian頻pin器qi自zi檢jian完wan成cheng或huo係xi統tong處chu於yu工gong頻pin狀zhuang態tai時shi，信xin號hao閉bi合he，允yun許xu用yong戶hu合he高gao壓ya電dian； 

2）高壓跳閘：常閉接點，斷開有效
，此信號並聯在供電高壓開關櫃的分閘回路上
，當變頻器發生重大故障或急停信號有效時，分斷用戶高壓電； 

2.2 變頻器DO信號 

序號	名稱	性質	說明	備注
1	變頻器故障	DO開關量	變頻器處於故障狀態	獨立無源幹接點
2	變頻器運行	DO開關量	變頻器處於運行中	獨立無源幹接點
3	係統就緒	DO開關量	變頻器自檢完成 ，待機中	獨立無源幹接點

以上輸出信號全部為獨立無源幹接點，默認為常開接點，閉合有效，容量大小為250V AC 5A。 

2.3 變頻器DI信號

序號	名稱	性質	說明	備注
1	變頻器運行	DI開關量	運行指令	獨立無源幹接點
2	變頻器停止	DI開關量	停止指令	獨立無源幹接點
3	複位	DI開關量	故障複位指令	獨立無源幹接點
4	急停	DI開關量	緊急停機並聯跳高壓	獨立無源幹接點

以上輸入信號僅需客戶提供獨立無源幹接點，脈衝信號，除急停外，其它信號均默認為常開接點
，閉合有效； 

2.4 變頻器AI信號 

序號	名稱	性質	說明	備注
1	頻率給定	AI（4~20mA）	對應頻率給定0~50Hz	模擬量信號
2	備用	AI（4~20mA）	備用	模擬量信號

2.5 變頻器AO信號 

序號	名稱	性質	說明	備注
1	頻率反饋	A0（4~20mA）	對應輸出頻率0~50Hz	模擬量信號
2	電流反饋	AO（4~20mA）	對應0~2倍的電機額定電流	模擬量信號

四
、現場實際運行照片

現場變頻器運行照片

現場電機照片

五
、 改造後的效果：

1. 變頻調速的節能

由於采用變頻調速後，風機水泵負載的節能效果最明顯，節電率可達到15%～60%，這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)風(feng)機(ji)水(shui)泵(beng)的(de)耗(hao)用(yong)功(gong)率(lv)與(yu)轉(zhuan)速(su)的(de)三(san)次(ci)方(fang)成(cheng)比(bi)例(li)，當(dang)用(yong)戶(hu)需(xu)要(yao)的(de)平(ping)均(jun)流(liu)量(liang)較(jiao)小(xiao)時(shi)，風(feng)機(ji)水(shui)泵(beng)的(de)轉(zhuan)速(su)較(jiao)低(di)，其(qi)節(jie)能(neng)效(xiao)果(guo)也(ye)是(shi)十(shi)分(fen)可(ke)觀(guan)的(de)。而(er)傳(chuan)統(tong)的(de)擋(dang)板(ban)和(he)閥(fa)門(men)進(jin)行(xing)流(liu)量(liang)調(tiao)節(jie)時(shi)，耗(hao)用(yong)功(gong)率(lv)變(bian)化(hua)不(bu)大(da)。由(you)於(yu)這(zhe)類(lei)負(fu)載(zai)很(hen)多(duo)
，約(yue)占(zhan)交(jiao)流(liu)電(dian)動(dong)機(ji)總(zong)容(rong)量(liang)的(de)20%～30%。

2. 網側功率因數提高

原電機直接由工頻驅動時
，滿載時功率因數為0.81左右，實際運行功率因數遠低於0.8。采用變頻調速係統後，電源側的功率因數可提高到0.9以上，無需無功補償裝置就能大大的減少無功功率，滿足電網要求，可進一步節約上遊設備的運行費用。

3. 設備運行與維護費用下降

采用變頻調節後，由於通過調節電機轉速實現節能
，在負荷率較低時
，電機、風機水泵轉速也降低，主設備及相應輔助設備如軸承等磨損較前減輕
，維護周期可加長

，設備運行壽命延長；並且變頻改造後閥門開度可達100％
，運yun行xing中zhong不bu承cheng受shou壓ya力li，可ke顯xian著zhu減jian少shao閥fa門men的de維wei護hu量liang。變bian頻pin器qi運yun行xing中zhong，隻zhi需xu定ding期qi對dui變bian頻pin器qi除chu塵chen

，不bu用yong停ting機ji
，保bao證zheng了le生sheng產chan的de連lian續xu性xing。隨sui著zhe生sheng產chan的de需xu要yao，調tiao節jie風feng機ji水shui泵beng的de轉zhuan速su
，進jin而er調tiao節jie風feng機ji水shui泵beng流liu量liang、壓力既滿足生產工藝的要求，工作強度又大大降低。采用變頻技術調速後，減少了機械磨損，維護工作量降低，檢修費用下降。

4. 用變頻調速裝置後，可對電機實現軟啟動，啟動時電流不超過電機額定電流的1.2bei，duidianwangwurenhechongji，dianjishiyongshoumingyanchang。zaizhenggeyunxingfanweinei，dianjikebaozhengyunxingpingwen，sunhaojianxiao，wenshengzhengchang。fengjishuibengqidongshidezaoyinheqidongdianliufeichangxiao
，wurenheyichangzhendonghezaoyin。

5. 與原來舊係統相比較，變頻器具有過流
、短路、過壓、欠壓、缺相、溫升等多項保護功能，更完善地保護了電機。

6. 操作簡單，運行方便。可通過計算機遠程給定等參數，實現智能調節。

7. 適應電網電壓波動能力強電壓工作範圍寬
，電網電壓在-10%～+10%之間波動時，係統均可正常運行。

六
、 結束語

 隨著電力行業改革的不斷深化，以及競價上網、經濟調度等政策的逐步實施，降低發電廠用電率
，降低發電成本
，提高電價競爭力，已成為各發電廠努力追求的經濟目標；采用高壓變頻技術對高能耗用電設備進行技術改造
，不僅能直接降低廠用電、降低供電煤耗
、增加上網電量帶來的直接經濟效益，而且對設備的安全、可靠運行，減少設備故障等都起到了積極的作用。

參考文獻：

【1】  《GD5000係列高壓變頻器產品說明書》     深圳市英威騰電氣股份有限公司

【2】  《變頻器在工業鍋爐給水上的應用》     陳一化

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關於英威騰：

英威騰
，成立於2002年
，致力於成為全球領先
、受人尊敬的工業自動化和能源電力領域的產品與服務提供者
，2010年在深交所A股上市，股票代碼：002334。英威騰是國家火炬計劃重點高新技術企業，目前擁有15家控股子公司
，分駐於全國的12大研發中心
，申請各類專利700多件
，依托於電力電子、電氣傳動
、自動控製、信息技術等關鍵技術，主要產品涵括高中低壓變頻器、電梯智能控製係統、伺服係統、PLC、HMI
、SVG

、UPS、電機和電主軸
、光伏逆變器
、節能減排在線管理係統、軌道交通牽引係統、新能源汽車電控係統等。英威騰現有員工2000多人，大型生產基地3個，營銷網絡遍布國內及海外60多個國家和地區。