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    建設節約型社會，是伴隨我國整個現代化進程的長期任務，“十一五”期間認真實施《節能中長期專項規劃》更是我們的先期目標。與此同時高能耗、高排放行業增速仍然過快，受結構因素影響和市場需求的拉動，產業結構趨于重型化的格局沒有改變。
本著要在全社會樹立節約意識、節約觀念，務求建設節約型社會取得實實在在的效果。我們應看到隨著變頻技術的發展，變頻技術的逐步完善，為交流傳動的應用提供了廣闊的天地。采用交流變頻調速控制不僅能夠實現水泵的平滑起動，還可以使水泵的流量得到調節。變頻技術在排水泵站節能工作中應用體現了其經濟可行性和技術可靠性。現以變頻技術在排水泵站的應用作如下探討。

一、排水泵站目前現狀
眾所周知，排水泵站運行中所發生的動力電費始終是排水管理行業經濟支出的重要部分，根據小王莊泵站過去四年的資料顯示：泵站動力電費支出到了全所資金支出的40％～50％，由此可見，實行泵站節能降耗工作具有積極的時代緊迫性和必要性。只有認清當前的經濟經營形勢和狀況，端正對節能工作的認識和態度，采取科學合理有針對性的方法，才能實現排水泵站的節能降耗。

二、變頻技術在排水泵站節能工作中的應用
1、變頻技術的原理分析
變頻技術是近年來興起的節能手段，通過各行業的實踐，已經被證明是節能效果最為顯著的方法，因此被列為國家重點推廣的技術。變頻器是應用電磁平衡技術原理，使供應于電器設備上的電壓得以平衡，并且能調整電器的耗電功率，達到最佳的節電效果的一種低電壓（380V）電器。
（1）主要性能
它可使三相平衡的電源電壓得到明顯改善，消減電源不平衡狀態下所產生的負序和零序分量的電壓和電流，使電機減少較大的附加損耗，達到最佳的節能效應。在設計上，它加設濾波裝置，可有效地消減電流供電回路上輸入的三次及以上的電網高次諧波，從而減少了高次諧波對電機等電氣設備的沖擊，并節約電能，改善計量裝置的準確性。具備了消減電力系統固有原線路的操作或故障等因素，而造成工作線路上產生的閃變現象，使得工作線路上的電壓不發生突變現象，保證了工作狀態的穩定。該系統為瞬時反應電磁效應節能系統，對電源電壓的急劇變化或負荷的急劇變動可作出即時反應，以保證工況的平衡變動。
（2）節電原理分析
其內部結構相當于帶一個串聯電抗器聯接一個調壓器的混合體。內部附有消減電力網送來的高次諧波分量（主要是3次、5次、7次）的阻波或陷波回路。
變頻器的控制原理是把交流輸入電壓進行整流變為直流電壓，然后再將該直流電壓調整為可變頻和可變電壓的交流輸出電壓或電流，從而使電機設備得到變化的輸出轉速。
當輸入電壓V到R-S-T端時，電壓即時加入到A-B-C各組線圈上，且從A組到B組的線圖間輸出電壓，由于B、C組中的勵磁線圈所產生的磁通是由各相勵磁線所產生的磁通交匯在同一個三柱式鐵心上的，使得三相鐵心上的磁勢得到平衡，在數量上大致相等，因而在輸出端的電壓也得到了平衡，數量上也大致相等，且穩定在所設定的工作點電壓上。
此外C組相位調整線圈采用了調整組別結線的方式來調整各相輸出電流與電壓的相位，從而改善了各相功率因數，減少了無功損耗，消減了負荷上所產生的高次諧波分量。
（3）綜合節電效應
①變頻器采用了電磁平衡技術原理來調整用電設備上電壓的平衡度和穩定性，在純電阻的照明、電熱負荷中節電率η為：
η＝△P／P1=（P1-P2）=1-P2／P1=1-（V2／V1）2
將用電設備的運行電壓從V1調整為V2時，如V2=0.98V1，則T1=4％；如V2=0.96V1，則T1=7.8％；
如V2=0.94V1，則η=11．6％；如V2=0.92V1，則η=15.4％。
②通過消減電壓的不平衡度對電機進行節電
在三相電壓幅值相等時，一般三相電壓是平衡的，其各相電壓矢量也相差120°，但在三相電壓不平衡時，則將產生負序電壓和零序電壓分量。
從三相不平衡電壓按對稱分量法分解出的負序分量電壓U2是一個反時針方向的序量，它可使電動機產生附加的反方向旋轉的制動力矩，如要克服它并且產生按正方向保持原速度，就要增加一倍的正序能量才能保持原速度，例如：U2=1.5％U1時，則要增加2*1.5％的功率。對于零序分量就是由于電壓的不平衡產生的電壓中心點偏移，導致產生電壓或電流分量，它對電動機產生的電動力矩和增大線圈漏磁通損耗，所以通過對不平衡電壓的程度消減，可帶來節電效應。
③減小了電機的起動電流
電機在起動時的陽抗ZL極小，起動電流一般為（3．5～5．5）ZA即3～5倍的額定電流。但在加裝省電裝置后，等于接入了一定數量的等值陽抗ZF，可將起動電流減少為2～3倍的額定電流。
④消減了電力網絡帶來的高次諧波
電網所帶來的多種高次諧波分量對電動機的損耗加大，對電度表及其它計量裝置影響很大。在安裝節能裝置后，可消減一半數量以上的高次諧波分量，也起到了一定程度的節電效果。
⑤降低送電線路和電機線組銅的損耗。
在較長線路或過載電流大的線路上，按銅損耗公式PCU=I2R分析，減少電流值對銅損耗就有明顯的減少。
⑥消減系統出現的閃變現象
當相鄰送電線路發生故障或擾動會波及到工作線路上的電壓穩定，電壓擾動對用電設備工作影響極大。而節能裝置采用磁性材料和特殊的結線，平衡電壓或電流的瞬間變動，由于工作線路上的電壓得到了緩慢的升降，對用電設備起到了一定的穩壓的保護作用，使用電設備免受系統中浪涌電壓的損害。
2、變頻技術的應用設想實例分析
針對到常運行泵站全壓、全流量、全負荷的實際情況，綜合投資、效果、性能等諸多因素，經對小王莊泵站實際用電線路情況和用電狀況調查，發現在安裝相應型號的變頻器后，通過同類對比，總用電量將會明顯降低，綜合節電效益非常可觀。
（1）用電設備現狀
現有36WZ-82W臥式軸流泵5臺；單臺電流為：180A，功率155KW；平均電壓為420V；運行時問為日運行時間24小時，以年運行122天計算；電費單價為平均電費單價0.70元/kWh
（2）變頻裝置的技術分析
通過對小王莊泵站用電情況的系統分析、現場的勘測，并根據實際用電情況及衡量的各種因素，為更加有效發揮設備最佳節能效果，按線路實際功率滿負荷量匹配同等容量的KY-10變頻節能裝置，從而保障用電設備的安全和穩定，節能用電達到可觀的效果。具體表現如下：
①減低高峰時的用電量，使用電分配更具彈性。
②節約電能、延長設備使用壽命。該裝備能根據電機的負載情況進行適時的控制，消除不必要的電能損耗，使電機以最佳的效率運轉。降低電機和震動，改善工作環境。
③自動重試功能。利用自動重試功能，使電機在瞬間停電或跳閘之后，能已極快地速度恢復運轉。重試的次數與加速時間可根據需要來設定。
④大幅提高電動機功率因數。該裝置對供給給電機的電壓及電流進行優化控制，大幅度改善電動機的功率因數，使電動機能在最高效率下運轉。
⑤對負載變化快速反應。該裝置對頻繁的負載變化做出快速反應，輸出電壓能在瞬間達到能在瞬間達到所需水平，使電機產生足夠的轉矩，令電機平均的運轉。
⑥根據以往的安裝經驗，安裝省電裝置后，如計及平衡三相電壓，抑制啟動電流，消除高次諧波等因素，綜合評定節電率可達20%或以上。
（3）安裝變頻裝置的經濟分析
方案①：對1臺水泵安裝型號KY-10-185（標準型）變頻器1臺，預計價格：94000元；
方案②：對1臺水泵安裝型號KY-10-185（一用一備型）變頻器l臺，預計價格：112000元。
說明：該變頻節能裝置不允許改變電動機設備運行情況。例如：轉速不能有變化一該變頻節能裝置安裝費用（根據現場情況而定）及運費不含在設備總投資內，此兩項費用應另行計算。
（4）安裝變頻裝置的節能分析
根據小王莊泵站目前用電情況分析、估算取得以下數據：（平均每度電費按：0．70元/kwh計算）
日平均用電量：3720kWh，日平均電費：2604元；年平均用電量：453840kWh，年平均電費317688元。
根據以上電費數據和投資總額數據，以方案1為例進行分析，評估得出以下回報期（詳見表1、表2）
2、節約電費表（以方案1為例進行分析）
說明：KY-10變頻節電器實際的使用壽命是20年。變頻節電器為用電設備延長使用壽命可起到積極的作用，綜合其附加效益，回收期應比預計的回收時間可提前。可考慮到延長設備使用壽命1.5～2倍的附加效益。

三、總結
通過以上實例的運行效果可以看出：采用變頻裝置以后，水泵運行平穩，水泵故障明顯下降，完全克服了原控制系統的缺陷，具體表現在如下幾個方面：
①變頻裝置精度高，保護功能完善。系統參數優化直接通過柜面鍵盤設置，系統故障自診斷后直接顯示在柜面窗口上，系統基本屬于免維護，大大提高了工作效率。
②通過液位計檢測液位，其檢測信號作為控制系統的輸入基準，控制系統的輸出頻率，實現浪位閉環控制，提高了系統的技術指標，改善了水泵的工作狀況，降低了水泵的起、停次數，延長了水泵的使用壽命。
③改造后，控制系統穩定可靠，電機經濟運行，不但降低了故障時間，且節約了大量能源。
④由于頻器的免維護及低故障率，節約了大量的維護和檢修費用。