高压变频器在给水泵电机上的节能应用研究

于鹏

摘 要：在当前社会中，高压变频器是一种十分重要的设备，在很多领域中都发挥了重要的作用。在给水泵电机中，高压变频器更是发挥着不可替代的作用。在实际工作中，高压变频器能够保护齐全有效，工作状态稳定，并且具有较小的谐波量。为了进一步优化高压变频器的性能和效益，本文对高压变频器在给水泵电机上的节能应用进行了研究。

关键词：高压变频器；给水泵电机；节能应用

变频技术是一种十分重要的技术，随着该技术的不断发展，在生产机械等方面，变频器调速技术得到了极大的应用。不但能够对生产机械的调速要求加以满足，同时也能够有效的节省电能。在风机类、泵类机械当中，高压变频器能够根据不同的生产状况，对在机械上的应用进行相应的调整，从而取得更好的节能效果。

一、变频器装置的参数特点

以某型号的变频器装置为例，具有1900kV·A的额定功率、332A的额定电流、3.3kV的额定电压。在对水泵电机进行变频改造的过程中，在6kV电压、1600kW功率的水泵电机中，定子线圈是Y接的形式，而却没有引出星点。

因此对电机进行改线操作，打开Y接形式端部线圈的星点，在接线盒中的接线端子上，将6条引出线进行放置[ 1 ]。通过这种方式，电机定子线圈也会具有3.3kV的工作电压，能够符合变频器的工作电压。

利用变压器，将6kV的装置电压降为3.3kV，对变频器的工作电压进行确保。采用每分钟1000转到3000转调速范围的横向风道散热，同时将工频旁路功能设置在变频器内部，有效应对故障问题。

在每分钟1890转的电机共振点，对变频器输出波形自控调整技术进行应用，从而对共振点进行跳过。在变频器中，具有瞬时停电保护、过热保护、失速、超频保护、短路、缺相保护、欠电压、过电流、过电压等功能，与6kV断路器开关进行联跳。在变频装置中，具有急停、手/自、停止、起动等开关量输出，报警、故障、准备等开关量输出，速度给定的模拟量输入，频率、电流的模拟量输出。

采用PLC系统对变频器进行控制，按照负载情况，输出变频器功率输出。在给定频率输入之后，结合输入负载特征、负载情况等自动调整变频器。在启动过程中，变频器可保持低转速，通过控制变频器启动加速度，实现电机的软启动，防止功率过大冲击机械设备[ 2 ]。

二、变频器装置的综合改进

在某厂给水泵断路器跳合闸回路当中，对变频器工频允许条件进行串入，从而对变频器装置进行改进。基于变频控制模式，将变频允许条件传入到点击断路器分合闸回路当中，从而使操控可靠性得到有效提升。这样，变频器准股指在切换工变频的过程中，即便发生了一定的误操作，也能够避免设备事故的产生，有效的提高安全操作系数。

在变频改造给水泵之后，变频器、变压器在实际运行中，会产生很大的热量，变频器对温度报警进行发出，变压器也达到了125℃的本体温度[ 3 ]。为了解决这一问题，将400mm×800mm排风口在变压器柜上方端盖处进行切开。在变压器对轴流风机进行安装，增强变压器散热。将变频器启动回路连接到风机开关，因此只有开启风机，才能启动变频器，将引风管道安装在变频器柜上方，能够及时的排除变频设备散发热量，从而确保降低变频器内部温度。

三、高压变频器的节能应用

在某电厂给水泵电机中，具有1600kW的功率，向锅炉中直接送水，因此，要求电机达到较高压力、扬程、出力。在对给水泵进行变频改造之前，给水泵给水调节门保持20%的开度，从而对截留压力进行产生，以对锅炉供水压力进行确保。在进行变频改造之后，实际能够达到80%左右的调节门开度，因而能够有效的控制节流带来的能量损失。

对于高压变频器在给水泵电机上的节能应用，可采用实际数据法、理论分析法等进行分析[ 4 ]。在工频状态下，实测数据为每分钟2985转的转速、160A的电流、6kV的电压。在变频状态下，实测数据为每分钟2700转的转速、105A的电流、6kV的电压。

根据计算得出，给水泵电机输出功率节省了485.83kw，因此每日能够节省11659.9千瓦时的电能。基于流体力学的基本原理能够得知，在给水泵电机中，电机轴的转速、输出功率之间，二者的立方呈正比关系。

在高压变频器应用之前，转速为每分钟2985转，功率为1600kW，在高压变频器应用之后，转速为每分钟2700转，功率为1182.7kW。经过计算，变频改造之后，每天能够节省10015.1千瓦时的电能。

经过实际数据法、理论分析法的计算和分析，基本上能够得到相同的节能计算结果。在对高压变频器进行应用之后，还能够提升功率因数，同时能够对给水调节门的节流损失进行节省，从而取得更为良好的节能效果。以每天10015.1千瓦时的节电效果计算，如果每千瓦时电费为0.5元，则每年能够节省出182.76万元的电费。

据此计算，在给水泵电机上对高压变频器进行节能应用，在两年之内就能够对机械设备的改造成本进行收回，同时，每年都能够持续节省大量的电费，对于给水泵电机的运行效益有着十分巨大的好处。

四、结论

在给水泵电机的运行当中，由于功率较大，因而会消耗大量的电能。为了提升给水泵电机的运行效益，可以将高压变频器在给水泵电机上进行节能应用，通过对给水泵电机的变频改造，优化电机在运行当中的各项性能和效益，从而更为有效的节约电能提高效益。

参考文献：

[1] 林家伟.变频器方式和液力偶合器方式在高压电机系统节能改造中的应用比较[J].工业设计，2015，10：119-120.

[2] 李树明，李长庆，宋光增，冯爱民，许国辉，刘刚，张亮.国产高压变频器在电厂辅机节能改造中的应用[J].变频器世界，2010，01：68-72+57.

[3] 刘彩霞，车延东，高艳萍.变频调速技术在发电厂给水泵上的应用[J].中国高新技术企业，2010，09：29-30.

[4] 张克东.国产5.5MW级高压变频器在大唐华银耒阳电厂210MW机组给水系统中的应用[J].变频器世界，2014，10：66-70.