变频器组的节能分析

Ⅰ题目：供水变频器组节能运行的讨论题目：供水变频器组节能运行的讨论单位：固安九通基业公用事业有限公司大厂分公司编写：梁海峰职务：分公司负责人编写：杨洋职务：大厂北区热源厂电气组主管20132013年7月2727日Ⅰ摘要我公司下属的热源厂、供水厂及各个供热小区的换热站，均有多组大功率水泵并联运行的情况出现。且多组大功率水泵合用一个变频器运行，变频器最大的作用是变频启动及利用变频器控制多台中的一台水泵变频运行。针对其运行结果和发掘节能降耗空间，我们特对比进行分析和讨论，以给后期工程建设提供模型和参考。为计算分析方便，本文首先以大厂潮白河工业区北区供水厂2台水泵为例，介绍了供水厂供水系统的常用控制方法。然后分析了水泵频率与功率的关系，介绍了1台水泵单独运行和2台水泵并联运行的功率系统、流量关系、等功率和等流量曲线。得出结论：在等功率和等流量曲线的交点上方2台水泵同时工作比较节能，而在交点下方应只使用1台水泵。对于2台以上的并联变频调速水泵系统，也可参照以上方法，求出水泵运行台数切换时的阀值频率。关键词关键词：变频调速、并联水泵、节能控制。1目录题目：供水变频器组节能运行的讨论...1摘要..2目录..1一、系统组成...21、供水厂变频水泵的控制方法22、方法的不足之处3二、变频器组的控制方式...31、水泵频率与功率的关系32、1台水泵与2台水泵运行的功率关系.43、1台水泵和2台水泵运行的流量关系.44、1台水泵和2台水泵运行的等流量曲线.55、小结6结论..8参考文献...92一、一、系统组成系统组成大厂潮白河工业区北区供水厂，它是由PLC、系统控制器、变频器、压力传感器、4台75KW变频水泵、2台15KW稳压水泵组成的供水系统，如图1所示。离心式水泵由变频器驱动，在供水总管安装1个水压力传感器，系统控制器（可编辑逻辑控制器或直接数字控制器）根据此水压力传感器与设定值的偏差，通过PID调节方式，改变水泵的转速及投入运行水泵的方式、数量，维持此水压力传感器读数的稳定，以此保证对整个系统的稳定供水。从本质上讲，整个系统为变压力、变流量供水方式。图1供水系统示意图1、供水厂变频水泵供水厂变频水泵的控制方法的控制方法以2台变频水泵为例，介绍其控制方法。a.当系统用水量增加时,主泵的频率逐渐上升到50Hz，并保持此频率一段时间之后,主泵自动切换为工频运行，备泵变频启动并从初始频率往上升（初始频率记为fL），直至管网水压力传感器反馈的实际压力值达到系统控制器设定压力值。b.当系统用水量减少时，备泵从高频率往下降，当降至比fL略低，并保持此频率一段时间后，主泵及备泵同时退出运行，主泵再升至略低于50Hz，再根3据水压力渐减速。c.为使2台水泵的磨损尽可能一致，还需定期或按照每台泵的累计运行时间来切换1台水泵为主泵，另1台为备泵。2、方法的不足之处方法的不足之处上述控制方式，一般能满足系统中各用户对供水压力及流量的要求。但从节能的角度分析，当主泵工频和备泵变频同时并联运行时，Q主＞Q备，致使主泵出水流向备泵出口，减小了备泵的流量，备泵需要继续升高频率，才能达到设定压力值，增加了能耗，降低了节能效果。此外，工频水泵与变频水泵并联同时运行时，还会出现以下问题：a．工频水泵运行工况的轴功率将超过额定功率，流量越小越严重，甚至超过配套功率。工频水泵的电动机会发热。b．2台水泵的运行效率均下降，而变频水泵下降更多，流量越小降幅越大，水泵的运行效率将会很低。c．当外界用户用水量逐渐减少时，通过减少流量而使变频水泵的转速越来越低时，变频水泵会出现汽化现象。d.由于供水系统只有一台变频器，当变频器出现故障损坏无法修复时，系统控制器就不能根据用户实际用水量调整供水压力、保证恒压供水。二、二、变频器组的变频器组的控制方式控制方式对供水厂供水系统而言，更节能的方法是并不需要等主泵频率升至50Hz时，才启动备泵，而是存在某一频率fT，当主泵的频率大于fT时，即可将备泵投入运行。下面详细分析fT的求法。1、水泵频率与功率的关系水泵频率与功率的关系离心式水泵的负载转矩与转速平方成比例[2]。对三相异步电动机而言，稳定运行时，定子电流与转矩成正比，即定子电流与转速平方成正比。常用的电压式正弦脉宽调制变频器，是采用变频变压控制方式，其输出电压在水泵的工作频率范围内(一般为25~50Hz)，与频率成正比，即U/f=C[2]。因此，在理想情况下可