摘  要：jilinshizilaishuigongsidisanshuichangkuojianhou，zaikeyiyujiandeshiniannei，shuichanggongshuinenglibiranyoujiaodaderongyuliang。caiyonggaoyabianpintiaosu，nenggoumanzuweilaishiniangongshuiliangdepinfanbianhuayutiaojie
，quebaogongshuideshixiaoxingyujingjixinglianggezhibiaodeyouxiaotongyi
，shixianlegaoxiaojienenghuanbaoyuwendingshengchandekekongdongtaipingheng。

關鍵詞：高壓變頻器   高效節能環保  

 

    隨sui著zhe人ren口kou的de增zeng長chang和he經jing濟ji的de發fa展zhan，吉ji林lin市shi自zi來lai水shui公gong司si第di三san水shui廠chang在zai原yuan有you十shi萬wan噸dun日ri供gong水shui能neng力li的de基ji礎chu上shang，擴kuo建jian至zhi二er十shi萬wan噸dun
，以yi適shi應ying吉ji林lin市shi未wei來lai十shi年nian或huo更geng長chang時shi間jian經jing濟ji社she會hui人ren口kou的de發fa展zhan水shui平ping。取qu水shui泵beng房fang原yuan配pei備bei的de355kW/10kV水泵4台以及供水泵房配備的560kW/10kV水泵3台，全部定速運行，由於日夜供水差異較大

，需要調節閥門開度或倒開大小水泵。這樣水泵頻繁啟停帶來的衝擊，會引起電機、水泵、famenguzhanglvzengjia
，weixiufeiyongjiada

，tongshiduiguanwangyeyouhendachongji。yincicaiyongchuantongtiaojiefamenkaidukongzhiliuliangheyalidefangshi
，biranhuizaochengdaliangnengyuanlangfei。tongguozonghetiaoyan
，wogongsijuedingduixinkuojianbufencaiyonglidehuafushengchandedagonglvbianpinqijinxingzilaishuiliuliangjichuchangshuidehengyakongzhi，congershixianjiangdinenghao、節約成本、提高供水質量
，達到自動化水廠的生產需求。

    現將自來水廠水處理工藝流程簡述如下：

                          圖1  自來水廠水處理工藝流程

    首先要選好合適的水源和取水口，用管道輸送至一級泵房（取水泵房）並在一級泵房前加氯以殺滅藻類、植物和貝類動物。再通過一級泵房將水送至廠內處理係統中。通常經過混合（在水源水中加入適量的氯化鋁，俗稱礬）、反應、沉澱
、過濾、消毒等處理工藝，每一工藝配以相應的構築物（如沉澱池、濾池、清水池等），濾後消毒一般是加氯和氨
，投加了消毒劑的水經清水池、並在池內停留一小時左右就成為合格的飲用水
，再經過二級泵房（供水泵房）加壓輸送到城市管網中
，供生活飲用和生產使用。

二
、高壓變頻器的應用方案

    根據我公司在城市供水行業實際應用的成功經驗，為確保供水係統的穩定性
、安全性和經濟性，供水泵560kW/10kV選用HARSVERT-A10/045帶手動一拖二旁路的變頻器。它采用直接“高-高”形式，單元串聯多電平拓撲結構
，每相由8gegonglvmokuaichuanlianercheng
，jingguoduojiyixiangdiejiadezhengliufangshi
，xiaochuledabufenyouduligonglvmokuaiyinqidexiebodianliu，dadagaishanwangcededianliuboxing，shijicelianghouwangcedianliujinsiweizhengxianbo，buyonggenghuanyuanlaidedianjihedianlan
，wanquanshihejiushebeidegaizao。qushuibeng355kW/10kV選用HARSVERT-A10/030原yuan設she計ji采cai用yong一yi拖tuo一yi運yun行xing方fang式shi，經jing過guo半ban年nian多duo運yun行xing來lai看kan，取qu水shui開kai一yi台tai變bian頻pin機ji組zu就jiu能neng滿man足zu工gong況kuang要yao求qiu，另ling外wai考kao慮lv取qu水shui泵beng定ding期qi倒dao車che隻zhi能neng開kai工gong頻pin機ji組zu，所suo以yi我wo公gong司si決jue定ding將jiang原yuan有you一yi拖tuo一yi運yun行xing方fang式shi改gai為wei一yi拖tuo二er運yun行xing方fang式shi，這zhe樣yang兩liang台tai變bian頻pin機ji組zu就jiu可ke以yi交jiao替ti運yun行xing，非fei常chang經jing濟ji。

    下麵是一拖二手動旁路的基本原理（見圖2）
，它是由六個高壓隔離開關QS1-QS6組成。其中QS1和QS4,QS2和QS5有電氣互鎖
；QS2和QS3,QS5和QS6安裝機械互鎖裝置。

                    圖2   一拖二手動旁路櫃原理圖

    如果兩路電源同時供電，M1工作在變頻狀態，M2工作在工頻狀態時，QS3和QS4、QS5分閘
，QS1、QS2和QS6處於合閘狀態
；M2工作在變頻狀態，M1工作在工頻狀態時，QS1和QS2、QS6分閘
，QS3、QS4和QS5處於合閘狀態；如果檢修變頻器，QS3和QS6可以處於任一狀態，其它隔離開關都分閘，兩台負載可以同時工頻運行；當一路電源檢修時
，可以通過分合隔離開關使任一電機變頻運行。

三、恒壓供水係統原理

    由(you)於(yu)吉(ji)林(lin)市(shi)自(zi)來(lai)水(shui)公(gong)司(si)第(di)三(san)水(shui)廠(chang)是(shi)新(xin)擴(kuo)建(jian)工(gong)程(cheng)，用(yong)水(shui)負(fu)荷(he)需(xu)要(yao)在(zai)實(shi)際(ji)運(yun)行(xing)時(shi)進(jin)行(xing)精(jing)確(que)調(tiao)整(zheng)和(he)測(ce)量(liang)，因(yin)此(ci)我(wo)廠(chang)采(cai)用(yong)的(de)是(shi)恒(heng)壓(ya)供(gong)水(shui)係(xi)統(tong)，其(qi)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)如(ru)圖(tu)3所示,測量元件為德國E+H公司的壓力傳感器，將它設在水泵機組出水口，Vi為恒定供水壓力設定值，供水壓力V作為輸出量
，構成閉環控製係統。變頻器內部的PLC采集供水壓力值V與用戶給定值Vi進行比較和運算，通過PID進行調整，將結果轉換為頻率調節信號送至變頻器，直至達到供水壓力的給定值Vi。不管係統供水流量如何變化，供水壓力值V始終維持在給定壓力值Vi附近。

               圖3  恒壓供水係統工作原理框圖

(1)  在PID控製中，比例增益P加大，會使係統的動作靈敏，速度加快

，P偏大，振蕩

次數加多，調節時間加長。當P太大時，係統會趨於不穩定。若P太小，又會使係統的動作緩慢；

(2)  積分Idezuoyongzhuyaoshixiaochuxitongdejingtaiwucha。danguoqiangdejifenzuoyongshigongshuixitongchaotiaojiada，shenzhiyinqizhendang。suoyizaitiaojieguochengchuqi，yingjianruojifenzuoyong，fangzhichanshengjifenbaohexianxiang；而到過程後期，應適當增強積分作用，以提高控製精度
；

(3)  微分Ddezuoyongzhuyaoshigaishangongshuixitongdedongtaixingneng。zengdaweifenshijian，youliyujiakuaixitongxiangying，shixitongchaotiaoliangjianxiao

，wendingxingzengjia
，danyizhiwairaonenglixiajiang。suoyiweifenshijianchangshuyinggaizaigongshuixitongkongzhiyaoqiudeqiantixiaersuijigaibian。jizaitiaojieguochengchuqi
，yingjiadaweifendezuoyong，yijianxiaochaotiao；在調節過程中、後期
，應不斷減小微分時間，以增強係統的抗幹擾能力，同時還可以縮短調節時間。

    我廠變頻器在運行初期，供水係統采用恒壓閉環控製，運行中發現運行頻率曲線呈鋸齒波，上下波動幅度較大
，因此對PID係數進行調整
，將P由1改為0.01、I由4改為20。通過幾次逐步調整
，現運行曲線較為平緩

，波動幅度相當小。變頻器根據偏差相應調節PIDdecanshu，dangyunxingcanshuyuanlimubiaocanshushi，tiaojiefudujiakuai，suizhepianchadezhubujiejin，genzongdefuduzhujianjianxiao

，jinsixiangdengshi，xitongdadaoyigedongtaipingheng，weichigongshuixitongdehengyawendingzhuangtai。

四、變頻器的運行情況：

   三水廠取水泵采用開環運行方式，根據清水池水位手動調節頻率
，一般頻率運行在38Hz-45Hz之間。

   三水廠供水泵采用閉環運行方式
，運行參數如下：

    通過測試發現變頻器運行在37Hz及以下機泵不出水
，所以我們把最低頻率限製在38Hz。在日常運行中，早上4點加開一台工頻機組，當變頻器頻率達39Hz左右
，關閉工頻機組，隻運行一台變頻器；在下午16點用水高峰時，再加開工頻機組。這樣合理開關車既滿足了出廠水壓力，同時又節約了大量能源。

五、係統應用效果：

   水(shui)泵(beng)電(dian)機(ji)采(cai)用(yong)高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)器(qi)進(jin)行(xing)調(tiao)速(su)運(yun)行(xing)後(hou)，在(zai)有(you)效(xiao)的(de)調(tiao)速(su)區(qu)段(duan)內(nei)運(yun)行(xing)十(shi)分(fen)平(ping)穩(wen)，與(yu)原(yuan)來(lai)全(quan)部(bu)工(gong)頻(pin)電(dian)機(ji)運(yun)行(xing)相(xiang)比(bi)
，由(you)於(yu)變(bian)頻(pin)器(qi)對(dui)電(dian)機(ji)實(shi)現(xian)了(le)柔(rou)性(xing)啟(qi)動(dong)，啟(qi)動(dong)電(dian)流(liu)大(da)大(da)減(jian)小(xiao)
，對(dui)機(ji)組(zu)沒(mei)有(you)任(ren)何(he)衝(chong)擊(ji)，相(xiang)應(ying)延(yan)長(chang)了(le)設(she)備(bei)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)，大(da)大(da)減(jian)輕(qing)了(le)維(wei)護(hu)工(gong)作(zuo)量(liang)，減(jian)少(shao)了(le)維(wei)護(hu)成(cheng)本(ben)。

   bianpinqiyouxiaodeshuiyabihuankongzhigongneng
，shishuiyatiaojiepinghuakekao，zhuansuwubodong。dianjiyuduogongnengfamenliandong
，zhiyaogeidingpinlv，dianjiqidong，duogongnengfazidongkaiqi，shidekaiguanjizubiandejiandan。

變頻器投入運行後，由於電網側功率因數提高到0.96以上，在各種負荷下

，電網側電流大大下降，電機的無功電流由變頻器直接補償。

    節能方麵
，我廠進行了測試：在同種工況下
，采用單台機組電度表分別計量的方式
，單台機組節電率達32%，這麼高的節電率加上合理開關機組，我廠每年將節電100萬元。

    三水廠取水、送水變頻器正式投產以來至今，連續運行近兩年，為水廠正常供水提供了強有利的保障。HARSVERT-Abianpinqijuyoumianweihudetedian
，zhixumeigeyuegenghuanguimenshangdelvwang。bianpinqideyingyongjiangdilexitongduiguanlumifengxingnengdepohuai
，yanchangleshebeideshiyong，tongshiweihuliangjianxiaohenduo
，tigaolexitongdezidonghuachengdu，jieyueledaliangdiannengheshuiziyuan
，qieshixiangyingleguojiajienengjianghaodehaozhao。

                                

[1].高壓變頻調速係統HARSVERT-A係列技術手冊  北京利德華福電氣技術有限公司

[2].諸　靜.模糊控製原理與應用.機械工業出版社

，1995，P338～355.

吉林市自來水公司三水廠技術室        　　　劉晶

北京利德華福電氣技術有限公司技術工程部    晏鶤