王  勇

水廠取水泵房是揚子石化公司的重要生產崗位，共有6臺中壓（6kV）取水泵，負責全公司生產和生活用水的取水任務。因此該裝置的運行狀況直接關系到整個揚子石化公司生產能否正常安全運行。
1  A-B變頻器的概況
(1)  特點
美國羅克韋爾自動化Power Flex-7000系列變頻器，使用6.5kV最先進的中壓大功率器件SGCT（對稱門極換流晶閘管），可阻斷雙方向的電壓，門驅動集成，開關頻率高，雙面冷卻。用它組成的變頻器，逆變開關數量比其它任何中壓變頻技術的器件數量都少。功率結構為無熔斷器，可能量回饋，具有電流抑制電抗器。可通過對控制SGCT的PWM模式的優化，將器件的導通和開關損耗降至最低。
Power Flex-7000系列變頻器適用2～6kV輸出電壓。系統結構簡單，可靠性高，輸入波形好。按功率大小不同有6脈沖、18脈沖及PWM整流器三種型式的變頻器。
采用18脈沖整流的變頻器主電路如圖1所示。
 

圖1  變頻器主電路

(2)  主要技術指標（參見表1）

表1

2  原工藝控制概況和新控制要求
(1)  原工藝控制概況
取水泵房6臺取水泵將吸水井內經自流管導入的長江水送至供水車間，經反應、沉淀、過濾、消毒等工藝處理后到清水池，再由工業水泵房、生活水泵房為用戶供水。在多年的運行中，發現有以下問題制約著生產的安穩運行：
①  隨季節的不同，用水量亦不同，加之公司各裝置用水量有高峰和低谷之分，使取供水量難以控制；
②  操作人員需要頻繁增減泵的運行臺數或者通過調節閥門來保持水量的平衡，大大增加了操作人員的勞動強度；
③  頻繁的開啟水泵，增加了電機、泵的機械沖擊，縮短了它們的檢修周期和使用壽命。
(2)  新控制要求
為解決上述問題，達到優化工藝控制、節能降耗、穩定生產的目的，決定對取水泵進行變頻調速改造，并提出如下幾點要求：
①  ④改造所用的變頻器必須是國際先進技術、名牌產品；
②  改造后變頻泵的操作應滿足原崗位操作規程；
③  改造后在一定范圍內實現取水量的平穩調節；
④  在原有配電系統的基礎上進行改造。

3  變頻系統的配制和控制的實現
(1)  配制
在110#～160#6臺泵中，根據工藝要求，選擇150#取水泵進行變頻調速改造。
選用Power Flex-7000系列，18脈沖整流變頻器來控制150#取水泵的變頻調速運轉，利用原150#泵電機斷路器作為變頻器的輸入保護。變頻器放置在專用變頻器室。電氣單線圖見圖2。
 

圖2 電氣單線圖

(2)  控制的實現
由于改造利用原150#泵電機斷路器作為變頻器的輸入保護，操作上存在著一個對象兩個控制條件。為了滿足原泵房崗位操作程序，并減少改造的投資，用取水泵房已有監控系統PLC來實現變頻器和斷路器的邏輯控制、實現變頻器的轉速給定。電氣控制框圖見圖3。
 

圖3  電氣控制框圖

控制方式分為：① 機旁就地開、停控制；② 控制室微機上開、停控制。兩種控制方式通過控制室儀表屏上轉換開關進行切換。轉速給定也分為兩種方式：① 根據供水車間清水池液位的高低變化，通過儀表液位儀取樣至PLC，實現150#變頻泵的閉環調速控制；② 根據調度指示，手動給定指令至PLC，實現150#變頻泵分檔步進、循環調速控制。

 圖4  控制功能邏輯圖

控制功能邏輯圖見圖4。主要工作原理：在操作前，給上變頻器的控制電源，變頻器進行自檢。運行操作：首先通過“遙控/手動”轉換開關，選擇機旁操作或微機上操作。按開泵按鈕―合6kV斷路器―給變頻器啟動指令―變頻器啟動（變頻器必須在完成自檢并確認無誤后，否則無效）―水泵電機運轉。停止操作：按停泵按鈕―停變頻器―變頻器退出運行狀態后―分斷路器。
4  結語
該系統經過安裝調試已于2002年投入運行，不僅解決了原系統存在的問題，大大優化了工藝控制，而且節電效果顯著，節電率達40%以上，預計一年既可收回投資成本。
另外，由于采用變頻調速技術，電機和水泵的轉速下降，軸承等機械部件磨損降低，泵端密封系統不易損壞，延長了機、泵的檢修周期，節省了檢修費用；而減少開、停泵的次數，減少了電機、泵的機械和電流沖擊，延長了設備的使用壽命。