全國
手機版|
關注公眾號|
下載手機APP在對水泵電機變頻調速節能控製原理進行簡單闡述後，結合水電廠6.3 kV一期高壓水泵係統概況，對水電廠高壓水泵係統變頻節能升級方案、經濟效益等進行了詳細分析研究。
congdaliangyanjiuziliaoheshijiangongzuojingyankezhi，jiangfujishuibengxitongchangguidedingsujieliujingtaitiaojiefangshishengjigaizaoweibianpinjienengdongtaitiaosukongzhifangshi，keyiquebaoshuibengtuodongxitongchangqishuchuyushurujiandedongtaipingheng，qijienengxiaoguofeichangmingxian[1]。
1 變頻調速節能控製原理
輸出轉矩是水泵拖動係統調節功能的主要表現，而電機輸入電源頻率(f)、轉差率(s)、以及磁極對數(p)三個特性參數間又具有一定的邏輯關係，即：
從式(1)可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)，要(yao)想(xiang)確(que)保(bao)水(shui)泵(beng)電(dian)機(ji)拖(tuo)動(dong)係(xi)統(tong)處(chu)於(yu)節(jie)能(neng)經(jing)濟(ji)運(yun)行(xing)工(gong)況(kuang)，就(jiu)需(xu)要(yao)動(dong)態(tai)調(tiao)節(jie)電(dian)機(ji)拖(tuo)動(dong)係(xi)統(tong)的(de)輸(shu)出(chu)轉(zhuan)矩(ju)，即(ji)調(tiao)節(jie)水(shui)泵(beng)電(dian)機(ji)的(de)轉(zhuan)速(su)。通(tong)過(guo)改(gai)變(bian)電(dian)機(ji)轉(zhuan)差(cha)率(lv)(s)和磁極對數(p)兩種方式來改變水泵電機的輸出轉速(轉矩)，將jiang會hui涉she及ji到dao對dui整zheng個ge水shui泵beng電dian機ji內nei部bu機ji械xie結jie構gou優you化hua改gai進jin，這zhe在zai實shi踐jian工gong程cheng應ying用yong中zhong不bu具ju備bei很hen強qiang的de普pu及ji應ying用yong特te性xing。因yin此ci，改gai變bian水shui泵beng電dian機ji輸shu入ru電dian源yuan頻pin率lv(f)，其不僅在理論研究中較為成熟，而且是實踐工程應用中也已取得較為良好的節能應用效果[2]。
2 水電廠高壓水泵係統概況
某水電廠共裝有8台600 mVA機組，選用2台6 kV 1600 kW水(shui)泵(beng)電(dian)機(ji)作(zuo)為(wei)一(yi)期(qi)機(ji)組(zu)排(pai)水(shui)係(xi)統(tong)的(de)核(he)心(xin)設(she)備(bei)。該(gai)排(pai)水(shui)係(xi)統(tong)由(you)於(yu)其(qi)設(she)計(ji)過(guo)程(cheng)中(zhong)估(gu)算(suan)排(pai)水(shui)量(liang)偏(pian)大(da)，導(dao)致(zhi)其(qi)功(gong)率(lv)選(xuan)型(xing)值(zhi)偏(pian)大(da)，其(qi)實(shi)際(ji)所(suo)需(xu)排(pai)水(shui)量(liang)隻(zhi)有(you)設(she)計(ji)值(zhi)的(de)56%左右，存在嚴重“大馬拉小車”問wen題ti，加jia上shang水shui泵beng電dian機ji采cai用yong靜jing態tai閥fa門men調tiao速su，能neng耗hao非fei常chang大da，水shui泵beng電dian機ji拖tuo動dong係xi統tong設she備bei性xing能neng老lao化hua較jiao為wei嚴yan重zhong。水shui電dian廠chang發fa電dian機ji組zu其qi一yi期qi機ji組zu排pai水shui係xi統tong，給gei水shui泵beng額e定ding流liu量liang為wei247 m3/h，額定轉速為2960 r/min;配套電機型號為YKS5004-2，額定功率為1600 kW，額定電壓為6.3 kV，額定電流為188.4 A，額定轉速為2980 r/min，功率因素為0.9，防護等級為F級 IP55。從水電廠大量曆史調節運行數據分析結果表明，當水力發電機組在低負荷運行區域時，其水泵電機拖動係統在動、靜調節過程中其節流損失較大，相比於額定運行工況下其節流損失大約增加48%～52%zuoyou，zhenggeshuibengdianjixitongyunxingxiaolvpubianjiaodi，nenghaoxiangdangyanzhong，zaihendachengdushangyingxiangdaoshuilifadianjizudezhengtichangyongdianlv。genjushuibengdianjixitongdelishiyunxingshujufenxijieguo，anzhaobianpintiaosulilunfenxikezhi，rucaiyongbianpinjienengjieliutiaosukongzhifanganduishuibengdianjituodongxitongjinxingshengjigaizao，dazhikeyidadao30%左右的節能效果。
3 高壓水泵係統變頻節能升級方案
weilemanzulvsehuanbaojienengshuidianchangxiangguanjishuguifanyaoqiu，jianshaoshuilifadianjizufujixitongzhongdewuweidiannengziyuanlangfei，jiangdishuidianchangchangyongdianlv，tigaodanweidiannengshengchandejingjixiaoyi。juedingcaiyong6 kV高壓變頻器對水電廠一期2台6.3 kV高壓水泵係統進行節能技術升級改造，其具體變頻節能升級改造方案如圖1所示：
從圖1可知，整個節能升級改造方案中除了采用6.3 kV高壓變頻器外，還需要改造水泵係統的6.3 kV電機一次係統(圖1中虛線部分為6.6 kV高壓電機的旁路櫃)，主要由三個高壓真空接觸器(KM1、KM2、KM3)、2個6.3 kV高壓隔離刀閘(QS1、QS2)、1個PT測量保護用電壓互感器等共同組成。
4 高壓水泵係統變頻節能升級改造節能經濟效益分析
為了分析水電廠一期水泵係統采用6.3 k高壓變頻器為核心的變頻節能調速控製係統進行技術升級改造後的經濟效益，按照圖1所示的改造方案將兩台6.3 kV高gao壓ya水shui泵beng電dian機ji進jin行xing升sheng級ji改gai造zao，將jiang一yi期qi排pai水shui水shui泵beng變bian頻pin調tiao速su運yun行xing工gong況kuang下xia的de電dian機ji全quan年nian用yong電dian量liang與yu未wei進jin行xing改gai造zao前qian的de工gong頻pin靜jing態tai調tiao控kong下xia的de電dian機ji拖tuo動dong係xi統tong用yong電dian量liang進jin行xing對dui比bi分fen析xi。未wei采cai用yong6.3 kV高壓變頻器進行技術升級改造前，水電廠水泵係統長期處於全速運行工況，對應其全年用電量大約為：P1=19200000(kWh);采用以6.3 kVgaoyabianpinqiweihexindebianpinjienengtiaosukongzhijinxingjishushengjigaizaohou，shuidianchangyiqipaishuibengdianjituodongxitongshizhonggongzuozaibianpinjienengdongtaitiaosujingjiyunxinggongkuangzhong，qiquannianyongdianliangdayuewei：P2=14100000(kWh)。與6.3 kV高壓水泵電機擋板和閥門靜態調節相比，采用6.3 kV變頻調速進行節能升級改造後，整個水電廠排水係統每年大約可以節約電能資源為：△P=P1-P2=：5100000(kWh)。按水電廠平均上網電價為0.3元/kWh進行估算，則采用6.3 kV高壓變頻調速節能控製係統對水電廠一期水泵排水係統電機進行變頻節能升級改造後，其每年大致可以節約電費為1530000元，約153萬元，節電效率為26.6%，與理論變頻節能效率相匹配，其節能節電效果非常明顯。水電廠水泵電機拖動係統進行6.3 kVgaoyabianpintiaosujienengshengjigaizaohou，bujingaishanleshuibengdianjituodongxitongdezongheyunxingxingneng，jiangdileshuibengdianjideqidongdianliu，quebaoshuibengfujixitongjuyoujiaogaoyunxinganquankekaoxing，tongshiqijienengjiedianxiaoguoxiangdangmingxian，meiniandayuekeyijieyue153萬元，避免了電廠廠用電無謂大量電能浪費，降低了廠用電率。
5 結語
隨著電力電子技術、bianpintiaosujishudengzaigongchengzhongyingyongdebuduanwanshan，jiashanggaoyabianpinqidengdianlidianziyuanqijiandanweigonglvjiagedebuduanjiangdi，bianpinjienengtiaosujishuzaishuidianchangpaishuibengdengfujixitongjienenggaizaoxitongzhongjiangjuyougengweiguangkuodeyingyongqianjing。
