工频水泵变频器改造节能方案

天津新开河水厂1#工频水泵

改造变频项目

节能技术方案

日期：2011年9月

目录

1、概述 (3)

1.1供货商简介 (3)

1.2改造项目简介 (3)

1.3高压变频器具有以下特点： (4)

1.4高压变频器性能特性 (4)

2、使用变频调速系统后优点 (5)

2.1 针对城市水管网需求，实时调整 (5)

2.2提高网侧功率因数 (5)

2.3降低设备运行与维护费用 (5)

2.4软启软停功能 (6)

2.5增强电机的保护功能 (6)

2.6实现高度自动化 (6)

2.7增强系统运行的可靠性 (6)

2.8保护水管网的安全 (7)

2.9 对水泵的保护 (7)

3、项目改造方案 (7)

3.1 主要设备目录 (7)

3.2主回路设计 (8)

3.3变频装置说明 (8)

4、节能分析 (9)

1、概述

1.1供货商简介

总部所在地，销售及服务中心研发、生产及测试中心

北京海淀区上地科技园嘉华大厦北京房山区工业园欣博通基地

办公面积1500平方米占地面积27000平方米北京欣博通能科传动技术股份有限公司（Nancal），成立于1994年，是资深的工业传动领域高端工业技术服务公司。多年来业精于勤而专于心，拥有臻于完美的技术研发、方案创新和技术服务体系；始终以客户需求为导向，以提升客户价值为己任，全方位拓展研发、设计、生产、集成业务，为客户提供最优质的一体化传动解决方案和一站式技术工程服务。

Nancal是一家工业传动及电气节能整体解决方案的创新型提供商。公司以技术创新为发展之基，引进当今世界电力电子的最新控制技术和理念，广泛吸收国内外先进技术，研制开发出多种单元电控产品（包含NANCAL软起动、防爆软起、防爆变频、智能通讯、智能照明）和大型电控解决方案；公司以科学管理为发展之本，在研发、生产、电气控制设计、模块优化组合、功效检测试验、产品销售执行、售后技术服务等各环节上实现检测标准化和运营规范化，并通过了国际ISO9001:2000质量管理体系认证；公司以专业服务为发展之舵，了解需求，贴身服务，成功破解了电网净化、无功补偿、照明节能、大型负载启动、变频节能、钻机电控、新能源电动汽车充电等领域难题，为石油化工、冶金、矿业、航空、电力、市政、交通等行业量身定制特种解决方案，积累了大量的实践经验；获得用户一致赞誉和好评。“Nancal”已成为市场高度认可的优质电气技术服务品牌。

欣然见信，博物通达，欣博通愿为您缔造价值，激扬未来。

1.2改造项目简介

天津新开河水厂为天津市三大水厂之一，日供水能力100万吨，送水泵房一期工程配备1000KW/6KV 水泵8台，630KW/6KV水泵2台，其中两台1000KW/6KV水泵采用串级调速，其余水泵接工频电网定速工作。二期工程配备1650KW/6KV水泵4台，其中两台采用采用ABB公司的变频器进行变频调速，

另两台定速工作。现改造1台6KV1000KW水泵，对其增加变频控制。以满足在不同时间水压的不同需求：用水高峰期水压达到39m，用水低谷期水压达到27m。同时解决启动水泵时对电网的冲击和对水泵、电机、水管的保护。

1.3高压变频器具有以下特点：

●优良的调速性能，可完全满足生产工艺要求；

●良好的节能效果，可提高系统运行效率；

●实现电机软启动，减小启动冲击，降低维护费用，延长设备使用寿命；

●系统安全、可靠，确保水泵连续运行；

●控制方便、灵活，自动化水平高；

●输入谐波含量小，不对电网造成污染；

1.4高压变频器性能特性

变频器采用先进的功率单元串联叠波技术，空间矢量控制的正弦波PWM调制方法，新颖的全中文操作界面和高性能IGBT功率器件，可靠性高、性能优越、操作简便。可应用于高压交流电动机驱动的风机、水泵类负载的调速、节能、软启动和智能控制等多种场合。

高质量电源输入：输入侧隔离变压器二次线圈经过移相，为功率单元提供电源。对于6.6kV而言相当于30脉冲不可控整流输入，消除了大部分由单个功率单元所引起的谐波电流，大大抑制了网侧谐波（尤其是低次谐波）的产生。变频器引起的电网谐波电压和谐波电流含量满足IEEE 519-1992和GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》对谐波含量最严格要求，无需安装输入滤波器并保护周边设备免受谐波干扰。正常调速范围内功率因数大于0.96。无需功率因数补偿电容，减少无功输入，降低供电容量。

完美的输出性能：单元脉宽调制叠波输出，6 kV系列每相5个单元，大大削弱了输出谐波含量，输出波形几近完美的正弦波。

输出电压波形输出电流波形

友好的用户界面：变频器采用中文LCD显示，面板轻触按钮直接操作，更适合国人使用习惯。

✧全中文文字表述，易学易用

✧大屏幕显示，可对多组参数进行设置，没有烦琐的参数代码号，参数设置准确、直观、便捷

✧运行参数同屏显示，一览无余

✧状态显示

✧可记录保存多达十个历次故障

其他特性：

✧高可靠性

✧高效率，额定工况下，系统总效率高达96%以上，其中变频部分效率大于98%

✧功率单元模块化结构，可以互换，维护简单

✧限流功能

✧飞车启动功能

✧输出电压自动调整

✧宽广的输入电压范围，更适合国内电网条件

✧功率单元光纤通讯控制，完全电气隔离

✧内置PID调节器，可实现闭环运行

✧隔离RS485接口，采用MODBUS通讯规约

✧具有本地、远程、上位三种控制方式

✧全面的故障监测电路、及时的故障报警保护和准确的故障记录保存

2、使用变频调速系统后优点

2.1 针对城市水管网需求，实时调整

白天用水高峰期水压要求较高，达到39m，晚上用水低谷期水压要求较低，低到27m。如果使用恒速水泵不能实现此功能。增加变频器后能够实现城市水管网要求，变频水泵做小范围水压调整，其它恒速水泵做较大水压调整使用。

2.2提高网侧功率因数

原电机直接由水电机组驱动时，满载时功率因数为0.8－0.9，实际运行功率因数远低于额定值。采用高压变频调速系统后，电源侧的功率因数可提高到0.95以上，大大的减少无功功率的吸收，进一步节约上游设备的运行费用。

2.3降低设备运行与维护费用

采用变频调节后，通过调节电机转速实现节能；转速降低，主设备及相应辅助设备如轴承等磨损较前减轻，维护周期、设备运行寿命延长；在使用变频器过程中，只需定期对变频器除尘，不用停机，保证了生产的连续性。从实际改造情况看，采用变频调速后，运行与维护费用大大降低。采用变频调节后，减少了水泵电机的磨损，维护工作量降低，检修费用下降。