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貴陽兆瑞自動化係統有限公司 林德操 李克
摘要：一台1336 PlusII變頻器加一個同步切換控製器實現對一個泵站三台水泵的控製，保證切換擾動電流<1.8 INP。
關鍵詞：群控電機 變頻控製 同步切換
西泌河提水工程，是貴州省晴隆縣的重要供水工程。水源取自於貴州南盤江支流的西泌河，從而叫西泌河工程。該工程提水總揚程為887米，分五級泵站提水。每級泵站安裝有三台75KW提水泵。五級泵站均分布於山壑之間，為實現五級泵站無人值守，每個泵站配置MicroLogix 1500可編程控製器對全站實行控製，選用一台羅克韋爾自動化A-B 1336 Plus II變頻器加同步切換控製器對三台提水泵進行起/停(ting)和(he)調(tiao)速(su)，實(shi)現(xian)各(ge)級(ji)泵(beng)站(zhan)的(de)水(shui)位(wei)調(tiao)節(jie)，保(bao)證(zheng)水(shui)廠(chang)的(de)連(lian)續(xu)生(sheng)產(chan)。水(shui)廠(chang)設(she)有(you)係(xi)統(tong)中(zhong)心(xin)控(kong)製(zhi)室(shi)對(dui)整(zheng)個(ge)提(ti)水(shui)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)監(jian)控(kong)。係(xi)統(tong)通(tong)信(xin)采(cai)用(yong)無(wu)線(xian)數(shu)傳(chuan)方(fang)式(shi)。工(gong)程(cheng)係(xi)統(tong)結(jie)構(gou)如(ru)圖(tu)1。
除一級泵站外，每一級泵站均建有一個儲水池作兩級泵站之間的緩衝作用。
根據實際的地理環境和係統通信的要求， 5#站作為係統通信的樞紐站（中轉站），它除完成本站的控製外，要將其他四級泵站的數據中轉傳送到水廠中心控製室。
1. 泵站控製結構
為可靠運行與節約投資，泵站采用一台變頻器對三台水泵的控製模式。其控製係統方案如圖2。
變頻器型號為1336F-B100-AA-EN-L4-HAS2。三台水泵的電機（D1、D2、D3）隻能用變頻器啟動。通過開關K1、K3、K5分別選擇控製水泵D1、D2、D3。當K1合上時，變頻器啟動1#水泵，開關K3合上時，變頻器啟動2#水泵，開關K5合上時，變頻器啟動3#水泵。
D1、D2、D3的另一路電源由電網供給。電網直接供電的運行方式由開關K2、K4、K6分別控製。
變頻器接受PLC的控製啟動與仃機命令。
PLC對水泵啟動/仃機的規則是：
任何水泵隻能變頻啟動而不能直接啟動。
不能同時啟動二台水泵；
變頻運行正常時水泵才允許切換為電網直接供電。
按自動控製的要求順序啟動/仃止水泵。
為保證係統運行的安全，除工藝要求的安全聯鎖外，操作上設置有下列電氣縱橫聯鎖：
K1與K2，K3與K4，K5與K6均不能同時合閘叫縱向聯鎖；
K1、K3、K5不能同時有二個開關合閘叫橫向聯鎖。
K2、K4與K6不設就地合閘。
D1、D2、D3隻有仃機與無故障狀態下才可能啟動操作；
1. 可編程控製器
可編程控製器（PLC）采用RockWell 自動化的MicroLogix 1500 係列控製器。它的主要功能是：
a) 采集泵站的生產與環境安全的全部數字、模擬信號；
b) 根據本站的儲水池水位控製水泵的啟仃；
c) 設置下列聯鎖：
D1、D2、D3隻有仃機與無故障狀態下才可能啟動操作；
變頻器隻能啟動D1、D2、D3中的一台無故障電機；
切換操作隻能在變頻器運行正常時才能有效。
切換對象隻能是變頻器正常運行的對應電機。
d) 與中心控製站通信。將全部數據傳送到中心控製主站，接受中心控製主站的控製指令進行泵站的控製。
e) 泵站設備與環境的安全報警。
bengzhanbianpinqideyunxingkongzhifangshishi，bianpinqizhengchangqidongyitaishuibeng。dangxitongfuhexuyaozengjiayunxingshuibengshi，huoxitongyunxingfangshixuyaojinxingdiertaishuibengyunxingshi，huobengzhanjixutishuierxuyaojiangdangqianbianpinqituichuyunxingshi，jiangdangqianbianpinqiyunxingdeshuibengshengpindaodianwangpinlvxiayunxing，ranhou，minglingtongbuqiehuankongzhiqijinxinggongpinqiehuan，tongbuqiehuankongzhiqijiedaominglinghou，zidongbuzhuobianpinqishuchudianyayudianwangdianyadetongbudianhoujiangshuibengqiehuanzhidianwangzhijiegongdian。bianpinqikezaiqidongdiertaishuibengyunxing。
2. 同步切換控製器
變頻器是按控製輸出頻率自動進行PItiaojiede，ruguobianpinqishuchukongzhidaodianwangdepinlvxiayunxinghuoshezhidianjipinlvcanshuqingkuangxiagudingpinlvyunxingfangshishi，zaibianpinqidetiaojiegongnengxia，bianpinqideshuchushiyidianwangdianyaweijizhun，buduandejinxingshuchupinlvtiaojie，shibianpinqishuchudianyayudianwangdianyazhixiangweichaΔψ呈圖3中的不定周期運行曲線。
貴陽兆瑞自動化係統有限公司研製的同步切換控製器（GWR-SY）是自動捕捉電網電壓與變頻器輸出電壓的同步點的變頻器運行切換裝置。
同步切換控製器（GWR-SY）具有下列功能：
a) 實時指示出電網與變頻器輸出電壓的相位差。
b) 接到切換控製的命令後，自動捕捉變頻器輸出電壓與電網電壓的相位，達到同步時發出切換命令。
c) 可設置切換時間。切換時間T指電機由變頻器運行切換為電網直接供電的時間。切換時間由切換開關的斷開時間Toff和切換開關的合閘時間Ton總和。切換時間設置可保證切換擾動電流最小。
d) 係統切換輸入命令為一個外接的繼電器常開觸點輸入，切換輸出為一繼電器常開觸點輸出。所以切換點數不受限止。係統配備靈活。
e) 切換最大擾動電流為1.8 INP。
1. 切換控製應用特點
采用一台變頻器對群控電機的控製具有以下的優點：
A. 充分發揮變頻器的優越性
一個泵站的水泵配置總是遵循（N+1）原則確定的，即N台機器能滿足最大負荷的需要，多一台作為備用。所以，一個泵站，總裝置總是大於一的，或說它是一個並聯電機群的工作站。
bianpinqijienengtexingzhuyaotixianzaiqingfuhejibodongfuhedeyunxingzhuangtai。yigebingliandianjiqunzhongduotaidiandongjibinglianyunxing，yibanshiyouyitaihuojitaidiandongjidanfuxitongjibenfuhe（基荷設備），因為它們負荷穩定，電動機可由電網直接供電運行。另外一台（或多台）電動機由變頻器控製運行，擔負係統調節負荷 ，從而充分發揮了變頻器的經濟性特點，節約了能源。
B. 減少建設投資
l 降jiang低di了le總zong裝zhuang置zhi的de成cheng本ben。不bu必bi要yao每mei一yi台tai電dian機ji配pei備bei一yi台tai變bian頻pin器qi，電dian源yuan裝zhuang置zhi隻zhi要yao一yi台tai變bian頻pin器qi，其qi它ta每mei一yi台tai隻zhi要yao多duo配pei置zhi一yi個ge負fu荷he開kai關guan，完wan全quan達da到dao變bian頻pin啟qi動dong和he變bian頻pin調tiao節jie的de功gong能neng，提ti高gao了le整zheng個ge泵beng站zhan的de運yun行xing水shui平ping。
l 節約了電氣設備的投資：異步電動機（下稱電動機）的直接啟動，啟動電流大，一般達到額定電流的6-7倍。因此，電氣設備配置必須要躲過啟動電流值。而變頻器啟動電流不超過額定電流值。從而全部電氣設備（包括：配電變壓器、專用供電線路、開關及其配電設備等）的總容量均可以額定容量來選擇。較大的節約了設備投資。減少鐵耗節約了能源。
l 係統設備減少到最少，係統結構簡單，投資少，可靠性高。所以是最合理、最經濟的方案。
l 異步電動機（下稱電動機）的(de)直(zhi)接(jie)啟(qi)動(dong)，對(dui)供(gong)電(dian)係(xi)統(tong)的(de)衝(chong)擊(ji)大(da)。增(zeng)加(jia)機(ji)械(xie)磨(mo)損(sun)，縮(suo)短(duan)機(ji)械(xie)壽(shou)命(ming)。用(yong)變(bian)頻(pin)器(qi)進(jin)行(xing)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)啟(qi)動(dong)，能(neng)達(da)到(dao)平(ping)滑(hua)啟(qi)動(dong)，減(jian)少(shao)電(dian)動(dong)機(ji)啟(qi)動(dong)電(dian)流(liu)對(dui)係(xi)統(tong)的(de)衝(chong)擊(ji)，延(yan)長(chang)機(ji)械(xie)壽(shou)命(ming)。
l 本(ben)工(gong)程(cheng)一(yi)個(ge)泵(beng)站(zhan)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)容(rong)量(liang)為(wei)三(san)台(tai)電(dian)機(ji)額(e)定(ding)容(rong)量(liang)的(de)總(zong)和(he)。它(ta)不(bu)能(neng)承(cheng)受(shou)單(dan)台(tai)水(shui)泵(beng)的(de)直(zhi)接(jie)啟(qi)動(dong)，但(dan)它(ta)可(ke)以(yi)二(er)台(tai)電(dian)機(ji)的(de)變(bian)頻(pin)起(qi)動(dong)和(he)工(gong)頻(pin)切(qie)換(huan)下(xia)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)。
C. 變頻器斷續運行，可延長變頻器的壽命。在定負荷情況下，隨時可切換至工頻運行，節省變頻器運行小時數。延長變頻器的運行壽命。
2. 應用小結
A. 本工程實現了1336 Plus II變頻器和GWR-SY同步切換控製器之間的完美配合，在較小容量的電氣設備條件下，保證了提水泵站的二台(或三台)泵同時運行；
B. 同步切換控製器經半年多的運行與實踐表明，由GWR-SY進行切換時間的整定後，切換最大電流為切換時運行電流的1.8倍，大多數的情況下為1.2倍，在使用中得到了用戶的好評；
C. 實現了一次不仃止供水的變頻器故障檢修。2005年5月16日，用戶報告：出現一台變頻器故障，但隔二、三小時後同樣可以啟動泵運行。現場采用變頻器啟動正常後，切換為工頻運行保證了供水；然後做好安全措施，在不仃泵的情況下更換了具有故障的變頻器主控製板，做到了不仃水的故障處理。
作者：林德操---男1939年11月生，1964年畢業於貴州工學院，高級工程師。1965年至1985年從事電廠熱工自動化工作，曆任車間副主任、生產技術科科長；1983年負責微機對火電廠鍋爐的自動控製項目獲貴州省科技進步二等獎；1985年到貴州電力設計院，擔任計算機室主任，從事電力設計的CAD技術應用。1999年退休，到貴陽兆瑞自動化係統有限公司從事自動化控製技術工作。
李 克---男，1963年12生，1984年畢業於西北工業大學航空宇航製造工程專業，高級工程師。長期從事計算機和工業自動化控製技術工作。
聯係電話：、5213376、13984041530（林）、13984128599（李）
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