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HARSVERT-A变频器在福州北区水厂的案例分析

HARSVERT-A变频器在福州北区水厂的案例分析 2011年12月09日 来源： 一、 概况：福州北区水厂为福州自来水公司下属水厂之一，设计日供水能力15万吨，清水泵房配备四台水泵机组，其中2#和4#机组为450KW/6KV，1#和3#机组为315KW/6KV，四台机组中3#采用内反馈调速，其余全部定速运行。由于日夜供水流量差异较大，3#机组调节能力有限，经常需要倒开大小水泵。由于水泵频繁启停带来的冲击，引起电机、水泵和阀门故障率增加，维修费用加大，另外也导致水压的经常波动，时常出现爆管等现象。为了稳定供水水压、提高供水自动化水平，节约能源，福州自来水公司决定采用变频器对水泵作调速改造。 福州自来水公司经过多方调研，SIEMENS、AB、ABB、ROBINCON等所有国外厂家生产的变频器，要么采用高-低方案，要么采用高-低-高变换方案，谐波大，效率低，技术上比较落后。三电平产品输出电压最高只能到4.16KV，无法直接适用于6KV电网，并且产品允许的电压波动范围也无法满足福州当地的电网工况要求。北京利德华福技术有限公司生产的HARSVERT-A06/054高压大功率变频器为6KV的直接高-高型变频器，谐波少，功率因数高，适用于普通电机，并且由于是国内产品，可以按照电网工况特殊设计，适合于中国国情，备件容易，维护简单，于是最终决定采用国产HARSVERT-A06/054变频器对2#的450KW/6KV水泵机组作调速改造。 二、 变频器的应用方案HARSVERT-A06/054为6KV变频器，直接接受6KV高压输入，直接提供0-6KV的高压输出。图中KM为原来2#水泵机组的6KV高压开关，BPQ为北京利德华福技术有限公司生产的HARSVERT-A06/054变频器，DJ为2#机组的450KW/6KV普通三相异步电动机。2#机组用变频器调速改造时，只需断开原高压开关和电机之间连线，将变频器串入即可。为了改造后对变频器和电机实施有效保护，对KM的合分闸控制回路需要按如下要求进行改造：l KM在得到变频器的合闸允许节点（闭合有效）后，方可合闸； l KM在得到变频器的紧急分断节点（闭合有效）后，必须立即分断；

三、 变频器的性能参数HARSVERT-A06/054变频器的主要性能指标如下：变频器容量 560KVA额定输出电流 54A输入频率 45Hz到55Hz额定输入电压 6000V输入功率因数 ≥0.96（大于20%负载时）输出频率范围 0.01Hz到50Hz（即：调速范围0-100%）变频器效率 ≥96％输出频率分辨率 0.01Hz，无级调速过载能力 120%一分钟，150%立即保护

由于福州市电压波动频繁，并且波动幅度较大，在变频器的设计过程中，按照用户的特殊要求，将变频器允许的电压波动范围由标准的±10%提高到±15%。另外由于南方地区天气炎热，湿度大，变频器设计的最大环境温度为+45℃，以充分满足变频器在福州地区长期稳定运行的需要。变频器有"本地"及"远程"两种控制方式，可以在机旁开、停电机及调节转速；也可以在远程的控制室通过计算机终端对水泵进行开、停电机及调转速等操作。变频器对阀门实现联动控制，为此需要现场向变频器提供阀门状态节点（全开、全关），变频器对阀门输出开阀和关阀控制信号。变频器具有水压自动闭环调节功能。为此需要现场向变频器提供一路反映管网水压大小的模拟信号。 四、 项目实施情况2000年10月11日，北京利德华福技术有限公司和福州榕水物资供应有限公司签定变频器购货合同；2001年3月18日：变频器运抵福州，同日完成了变频器的卸车、开箱、吊装和柜体安装工作。2001年3月19-21日：完成变频器全部调试工作。2001年3月22日：变频器正式投入运行。2001年3月23-25日：监护变频器运行，对用户进行技术培训、现场操作培训。2001年3月26日：完成变频器交接、验收工作。

五、 变频器运行情况HARSVERT-A06/054变频器虽然单体尺寸比较大，但由于所有部件包括变压器都安装在柜体之中，集成为一个有机的整体，不需要另辟变压器安装场地，现场安装工作量小，总占地面积相对于其他种类的变频器仍然较小。变频器投入运行后，由于电网侧功率因数，在各种负载情况下，和工频运行相比，电网侧的电流都大大下降。电机的无功电流都由变频器直接补偿，根本不需要无功补偿装置。 电机和水泵采用变频器进行调速运行后，在有效的调速区段内，运行都十分平稳。与原来工频运行相比，由于变频器对电机实现真正的柔性启动，启动电流大大减小，对机组没有任何冲击，相应的延长了这些设备的使用寿命，大大减少了维护工作量和维护成本。变频器有效的水压闭环控制功能，使水压调节平滑可靠，转速无波动。以前夜间在水量变化较大时，水压的大幅度波动经常造成爆管等现象，使得值班人员时刻得提高警惕，不敢稍有疏忽，除了不得不时常调节阀门外，还得经常倒开大小水泵。采用变频器进行水压闭环控制后，爆管现象得到根本杜绝，因为爆管造成的供水中断及损失再没有出现。 由于变频器配置了阀门联动控制功能，在启停水泵的过程中，变频器能自动进行开阀关阀操作，同时许多操作都可以在值

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