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义马气化厂热电站（一期）水泵电机变频控制改造方案2目录1.概述......................................................................................................................................................................32.原设备中需要改进的问题........................................................................................................................33.系统变频改造目的.......................................................................................................................................44.工作原理............................................................................................................................................................45.系统方案总述：............................................................................................................................................75.1.隔离变压器：.........................................................................................................................................75.2.交流变频传动柜：...............................................................................................................................75.3.ACS800变频器技术数据..................................................................................................................105.4.电机采用690V电压的优势...........................................................................................................125.5.间接效益..................................................................................................................................................125.6.本方案所选用变频调速装置技术参数详细说明................................................................126.节能原理和回报分析................................................................................................................................137.变频控制系统的功能特点......................................................................................................................168.主要元件清单................................................................................................................................................179.公司简介与技术服务...................................................................................................错误!未定义书签。10.公司业绩.............................................................................................................................错误!未定义书签。11.其他优势.............................................................................................................................错误!未定义书签。31.概述随着现代工业的飞速发展及市场竞争的激烈，人们对生产节能降耗、降低生产成本的意识和要求不断增强。另外，为了提高产品质量，降低生产设备的故障率，延长设备的使用寿命，在工业生产企业中用于电机调速的变频调速器得到了越来越广泛的应用，同时用户也取得了良好的经济回报，特别是在大功率风机和泵类设备中，进行变频调速应用具有非常高的经济回报率。在工矿企业中，大量的空压机、风机和泵类设备都存在着电机额定功率远大于实际需求的现象，只有通过旁路、卸载、阀门等方式调整供应流量，或者直接让设备满负荷运行。由于旁路、卸载、阀门等方式是通过提高管道阻力或通过旁路排除掉多余流体来达到降低流量的目的，应用中造成了大量的能源浪费。另外还存在着：流量控制精度差，操作不方便，自动化水平不高，也不利于系统的扩展等缺点。如果在空压机、风机和泵类中采用变频调速则可以非常完美的解决以上问题，大大提高了能源的利用率，系统得可靠性，减少维护人力物力的成本。现有4台水泵和电机参数如下：电机给水泵型号：Y400-2型号：EMC10085额定功率：500kW额定扬程：560m额定电流：55.5A额定流量：190m3/h额定电压：6kV功率因数：0.85额定转速：2981r/min运行参数进口压力：0.8—1.3Mpa出口压力：5.8----6.6Mpa由于水泵电机的设计都是按照最大的需要水量设计，另外计算的时候都有一定的余度，所以正常运行时水泵的入口挡板的平均开度是不会全开的，电机的控制根据实际需要的水量调节挡板的开度。由于这样的调节方法仅仅是改变通道的流通阻力，而驱动源的输出功率并没有改变，节流损失相当大，浪费了大量电能。同时，电机启动时会产生7～8倍的冲击电流，对电机构成损害。为此采用变频调节方式对水泵系统进行改造，以减少溢流和节流损失，提高系统运行的经济性。2.原设备中需要改进的问题1、给水压力和流量的调节由电动阀们控制，负荷变动时，调节速度慢，压力、流量不易控制；2、倒泵运行时，压力冲击大；设备易损坏；43、电能损耗大3.系统变频改造目的水泵电机改变频器控制后具有以下优点：(1)可以实现自动控制。在网络化日益普及的今天，与普通的点对点硬线连接方式而言，通过高速通讯连接的变频器系统可以最大程度上降低系统维护时间、提高生产效率、减少运行成本。(2)控制电机的启动电流。当电机通过工频直接启动时，它将会产生7到8倍的电机额定电流。这个电流值将大大增加电机绕组的电应力并产生热量，从而降低电机的寿命。而变频调速则可以在零速零电压启动。一旦频率和电压的关系建立，变频器就可以按照矢量控制方式带动负载进行工作。使用变频调速能充分降低启动电流，提高绕组承受力，用户最直接的好处就是电机的维护成本将进一步降低、电机的寿命则相应增加。(3)降低电力线路电压波动。在电机工频启动时，电流剧增的同时，电压也会大幅度波动，电压下降的幅度将取决于启动电机的功率大小和配电网的容量。电压下降将会导致同一供电网络中的电压敏感设备故障跳闸或工作异常，如传感器、接近开关和接触器等均会动作出错。而采用变频调速后，由于能在零频零压时逐步启动，则能最大程度上消除电压下降。(4)可对水泵的水量作平滑的无级调速，使水泵工作在最佳工作点，工况曲线更符合系统，可提高水泵效率，避免了“喘振”现象。满足工作环境的要求。(5)低速运行可以减少磨损，降低噪音，有利于延长电机和水泵的使用寿命。(6)节能效果显著。由于最终的能耗是与电机的转速成立方比，所以采用变频后，大大地节约了成本，投资回报更快。综上所述：使用变频改造可以完美的解决目前系统中存在的问题。4.工作原理本方案采用ABB公司ACS800系列变频器控制，采用一拖一控制方式，隔离降压变压器由上级控制开关柜控制，变频器装入柜中，由专门的开关控制，单独的强迫风冷系统，确保变频器运行在正常温度下。另一台水泵只有在变频检修或故障时启动作为备用。共四台电机，如此系统共两套。ACS800变频器采用目前最先进的直接转矩（DTC）控制技术，该技术具有精确的动静态速度和力矩控制，卓越的过程控制，更高的启动转矩（零速满转矩），且响应速度快，无振动力矩，无力矩波纹等卓越的性能。ACS800标配有输入电抗器，降低电网瞬变对变频器的冲击，保护变频器。5采用12脉冲整流降压变压器很好的解决了谐波干扰的问题。变压器采用H级绝缘的干式降压整流隔离降压变压器，可靠性高，由于只有12脉冲，是尺寸更小，利于安装。另外ACS800属于低压设备，各公司均大量应用，有大量的熟悉ACS800系列变频设备的技术工程师。一般性故障可以由经过培训的用户现场工程师直接处理，只有较复杂的故障才须由厂家或服务中心处理，降低了维护成本，减少了故障时间。采用690V变频电机与变频器配合，统一配备，使成套性更好，绝缘强度高，防护等级更高，由于是全新电机的维护成本更少，使用寿命也较原电机更长。系统图如下：总结：本方案采用目前技术成熟的低压变频器，本占地面积小，维护方便。61#水泵ACS800-04断路器6KV/690V6KV交流电机/690V/500KW1#变频柜2#变频柜交流电机/690V/500KW断路器ACS800-042#水泵P6KV/690V备用4~20mA4~20mA输水管网压力传感器PID控制器75.系统方案总述：在此方案中，输水管网上有四台水泵，由于系统中的供水系统基本上不允许停机，考虑到系统运行可靠性，系统中的四台水泵分为两组，生产过程中，一组运行，一组备用。如果运行一组的隔离变压器有故障，则备用一组的隔离变压器投入电网使用。每组中的两台电机采用一个工频，一个变频控制。正常情况下，先启动变频，如果一台变频电机能够满足生产供水的情况下，则工频电机不启动；如果一台变频电机不能够满足生产供水的情况下，则工频电机自动启动。这时变频器会根据现场压力的大小，自动调节变频电机的速度，实现恒压供水。隔离变压器：电网电压为6KV电压，从电网下来连接两个干式整流隔离变压器，我司采用的隔离变压器是变频器配套专用双绕组干式整流变压器，同时还可以满足电机的直接启动。规格为1000KVA6KV/690V，此隔离变压器具有除了降压外，还有抑制谐波的功能。交流变频传动柜：系统采用ABB公司的ACS800-04