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北京利德華福電氣技術有限公司
一、 項目背景
柿園水廠擔任了鄭州市西部地區的重要供水任務，日設計供水量為40萬噸。 擁有原一期泵房、二期泵房及此次技術改造中新建的三期泵房。新泵房建成后，將逐步淘汰一期泵房的小功率水泵設備。進行設備變頻改造的是原二期泵房的9#泵及新泵房的15#水泵，兩臺水泵電機的功率均為560KW，用兩臺6KV/560KW變頻器分別進行控制。采用變頻器對水泵進行控制的目的：減輕水泵啟停及水量調節時對管網造成的沖擊；保持水泵出口閥門最大，通過改變變頻器的輸出頻率（電機速度）調節供水量，以節約原來通過改變閥門開度調劑供水量時浪費在閥門上的能源；通過變頻器實現水壓閉環控制，保持管網水壓的恒定。
二、 設備概況及改造方案
柿園水廠這次改造的為老送水泵房的9#機組，新建泵房的15#機組也采用變頻調速。9#及15#機組的電機和水泵的主要參數如下：
9#機組：
水泵 電機
型 號： 24SH-13 型號：JS158-6
額定流量： 3168m3／h 額定功率： 550kW
額定揚程： 47.4米 額定電壓： 6kV
額定軸功率： 550KW 額定頻率： 50Hz
額定效率： 88% 額定電流： 63.5A
額定轉速： 970rpm 額定功率因數： 0.893
額定轉速： 985 rpm
15#機組：
水泵 電機
型 號： 600S47F 型號：Y4503-6
額定流量： 3170m3／h 額定功率： 560kW
額定揚程： 47米 額定電壓： 6Kv
額定軸功率： 560KW 額定頻率： 50Hz
額定轉速： 970rpm 額定電流： 63.17A
額定功率因數： 0.894
額定轉速： 991 rpm
三、 HARSVERT-A變頻器的功能
柿園水廠9#和15#水泵變頻調速改造采用了兩臺北京利德華福技術有限公司HARSVERT-A06/076變頻器，變頻器的主要性能指標如下：
變頻器容量 790KVA
額定輸出電流 76A
輸入頻率 45Hz到55Hz
額定輸入電壓 6000V
允許電壓波動 ±10%
輸入功率因數 ≥0.96（大于20%負載時）
輸出頻率范圍 0Hz到50Hz（即：調速范圍0~100%）
變頻器效率 ≥96％
輸出頻率分辨率 0.01Hz，無級調速
過載能力 120%一分鐘，150%立即保護
結合柿園水廠變頻器應用的具體情況，變頻器除了以上基本性能指標滿足要求外，還具有如下特功能：
閥門真空度檢測
一般水泵啟動前，泵腔必須處于真空狀態，否則必須先作抽真空處理。水泵由變頻器控制后，變頻器在啟動水泵之前，會自動判斷真空度的值。如果沒有真空度沒有達到要求，變頻器會提供報警信息，并拒絕啟動水泵。
閥門過力矩報警
根據柿園水廠操作及維護人員的意見，反映電動閥門在手動控制其開啟或關閉的過程中，由于機械或電氣原因，常會出現打開過度或關閉過度的情形，稱閥門過力矩。一旦閥門過力矩，要求變頻器能提供報警。應用戶要求，變頻器配置了該功能。
電機溫度自動控制
變頻器對電機溫度進行檢測，并在變頻器主界面上提供電機溫度值顯示。在變頻器的模擬輸入通道參數設定中，用戶可以設定電機超溫報警、過熱跳閘保護、電機冷風機啟動、電機冷風機關閉四個溫度值，實現變頻器對電機的溫度監測和自動保護功能。
配置工頻旁路
變頻器配置高壓手動旁路開關，使水泵機組既可變頻調速運行，也可以直接投入工頻運行。
變頻器局部單元故障時，不停機繼續運行，以保障供水安全
配置閥門聯動功能，實現開停泵全過程的全部自動化。
四、 項目實施情況
2001年1月22日，北京利德華福電氣技術有限公司和鄭州自來水總公司簽定兩套HARSVERT-A06/076變頻器的供貨合同；
2001年 月 日 完成生產
2001年7月15-18日，完成兩臺變頻器的就位、安裝。（由于柿園水廠地溝架設原因，故延期安裝）
2001年8月8-12日，完成變頻器閥門聯鎖功能調試，空載運轉，滿負荷運轉72小時。
2001年8月13-14日，完成變頻器的用戶培訓、交接與驗收。
五、 變頻器應用效果
從變頻器投入運行4個多月的運行效果看，完全達到了用戶進行水泵變頻改造的目的，較改造前其優越性體現于：
1． 操作簡便，易于觀察。變頻器運行時的所有數據及運行狀態在值班室內上位機的顯示屏都可直觀的了解：如運行頻率，泵口及管網水壓，變頻器輸入、輸出側的電壓、電流，開環或閉環運行狀態等；只需掌握了計算機的最基本的操作即可完成水壓或頻率的給定，加減速，啟泵與停泵的操作等。即使操作失誤，相應的保護功能也很完善。比如正常操作中不慎點擊了停機鍵，在運行頻率緩慢下降過程中，仍可通過點擊啟動鍵重新恢復正常狀態。
2．啟泵與停泵完全實現了自動控制。根據經驗，用戶在參數設定頁設定了允許開閥的最小水壓（0.48MP），在啟動水泵升速過程中，水泵出口水壓逐漸增高，當大于設定的“允許開閥最小水壓”時，閥門開始打開，直至開全。在停泵時，閥門同步關閉，閥門關嚴后自動開始減速停機。變頻器故障停機時，會自動發出關閉閥門指令。如果開泵時，閥門因各種原因未能開全，將提示“閥門沒有開全”，停泵時，如閥門未關嚴，將提示“閥門沒有關嚴”。在對閥門進行檢修時，可通過設定將閥門聯鎖功能取消。這樣在開泵和停泵過程中，值班人員無需再對閥門執行任何操作，不僅減少了操作的失誤，由于變頻器平穩的啟動與停機過程，也不會造成對管網的沖擊。
3．恒壓控制。這是保證管網穩定運行的關鍵。用戶配備了兩臺上位機分別對兩套變頻器進行遠程操作。因為經常需要同時運行兩臺變頻電機，實際運行中一臺變頻器設為開環，另一臺變頻器設為閉環運行。 這是因為兩臺泵之間距離較遠，泵的出口到管網之間的管路特性不同，如同時采用閉環運行，將會因調節過程的不同而造成變頻器輸出頻率的頻繁波動， 不利于變頻器與電機的穩定運行。在現在這種一臺開環，一臺閉環的運行方式下，在水量供給發生變化時，水壓仍能保持恒定，值班人員需要適時匹配兩臺變頻器的運行頻率，以達到最佳的節能效果。
4．節能效果較為明顯。
總之，北京利德華福公司生產的HARSVERT-A06/076高壓大功率變頻器在鄭州柿園水廠的成功運行再次證明其在水行業的水泵調速應用中所無可比擬的優越性。
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