變頻技術(shù)在排水泵站節(jié)能工作上的應(yīng)用前景分析

在當(dāng)今樹立節(jié)約意識(shí)、節(jié)約觀念，務(wù)求建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的大前提下，我們看到隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，變頻技術(shù)的逐步完善，為交流傳動(dòng)的應(yīng)用提供了廣闊的天地。采用交流變頻調(diào)速控制不僅能夠?qū)崿F(xiàn)水泵的平滑起動(dòng)，還可以使水泵的流量得到調(diào)節(jié)。變頻技術(shù)在排水泵站節(jié)能工作中應(yīng)用體現(xiàn)了其經(jīng)濟(jì)可行性和技術(shù)可靠性?，F(xiàn)以變頻技術(shù)在排水泵站的應(yīng)用作如下探討。

一、排水泵站目前現(xiàn)狀眾所周知，排水泵站運(yùn)行中所發(fā)生的動(dòng)力電費(fèi)始終是排水管理行業(yè)經(jīng)濟(jì)支出的重要部分，根據(jù)某泵站過去幾年的資料顯示：泵站動(dòng)力電費(fèi)支出到了全所資金支出的50%以上，由此可見，實(shí)行泵站節(jié)能降耗工作具有積極的時(shí)代緊迫性和必要性。只有認(rèn)清當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)經(jīng)營形勢(shì)和狀況，端正對(duì)節(jié)能工作的認(rèn)識(shí)和態(tài)度，采取科學(xué)合理有針對(duì)性的方法，才能實(shí)現(xiàn)排水泵站的節(jié)能降耗。變頻技術(shù)是近年來興起的節(jié)能手段，通過各行業(yè)的實(shí)踐，已經(jīng)被證明是節(jié)能效果最為顯著的方法，因此被列為國家重點(diǎn)推廣的技術(shù)。

二、變頻技術(shù)在排水泵站節(jié)能工作中的應(yīng)用(一)變頻技術(shù)的原理分析變頻器是應(yīng)用電磁平衡技術(shù)原理，使供應(yīng)于電器設(shè)備上的電壓得以平衡，并且能調(diào)整電器的耗電功率，達(dá)到最佳的節(jié)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(tài)下所產(chǎn)生的負(fù)序和零序分量的電壓和電流，使電機(jī)減少較大的附加損耗，達(dá)到最佳的節(jié)能效應(yīng)。

2、節(jié)電原理分析：變頻器的控制原理是把交流輸入電壓進(jìn)行整流變?yōu)橹绷麟妷?，然后再將該直流電壓調(diào)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(jī)設(shè)備得到變化的輸出轉(zhuǎn)速。

3、綜合節(jié)電效應(yīng)①變頻器采用了電磁平衡技術(shù)原理來調(diào)整用電設(shè)備上電壓的平衡度和穩(wěn)定性，在純電阻的照明、電熱負(fù)荷中節(jié)電率η為：η=△P/P1=(P1-P2)=1-P2/P1=1-(V2/V1)2將用電設(shè)備的運(yùn)行電壓從V1調(diào)整為V2時(shí)，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(duì)電機(jī)進(jìn)行節(jié)電在三相電壓幅值相等時(shí)，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(shí)，則將產(chǎn)生負(fù)序電壓和零序電壓分量。對(duì)于零序分量就是由于電壓的不平衡產(chǎn)生的電壓中心點(diǎn)偏移，導(dǎo)致產(chǎn)生電壓或電流分量，它對(duì)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)力矩和增大線圈漏磁通損耗，所以通過對(duì)不平衡電壓的程度消減，可帶來節(jié)電效應(yīng)。

③減小了電機(jī)的起動(dòng)電流電機(jī)在起動(dòng)時(shí)的阻抗ZL極小，起動(dòng)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(shù)量的等值阻抗ZF，可將起動(dòng)電流減少為2～3倍的額定電流。

④消減了電力網(wǎng)絡(luò)帶來的高次諧波電網(wǎng)所帶來的多種高次諧波分量對(duì)電動(dòng)機(jī)的損耗加大，對(duì)電度表及其它計(jì)量裝置影響很大。在安裝節(jié)能裝置后，可消減一半數(shù)量以上的高次諧波分量，也起到了一定程度的節(jié)電效果。

⑤降低送電線路和電機(jī)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(duì)銅損耗就有明顯的減少。

⑥消減系統(tǒng)出現(xiàn)的閃變現(xiàn)象當(dāng)相鄰送電線路發(fā)生故障或擾動(dòng)會(huì)波及到工作線路上的電壓穩(wěn)定，電壓擾動(dòng)對(duì)用電設(shè)備工作影響極大。而節(jié)能裝置采用磁性材料和特殊的結(jié)線，平衡電壓或電流的瞬間變動(dòng)，由于工作線路上的電壓得到了緩慢的升降，對(duì)用電設(shè)備起到了一定的穩(wěn)壓的保護(hù)作用，使用電設(shè)備免受系統(tǒng)中浪涌電壓的損害。

(二)變頻技術(shù)在排水泵站應(yīng)用的合理性針對(duì)到常運(yùn)行泵站全壓、全流量、全負(fù)荷的實(shí)際情況，綜合投資、效果、性能等諸多因素，經(jīng)對(duì)某泵站實(shí)際用電線路情況和用電狀況調(diào)查，在安裝相應(yīng)型號(hào)的變頻器后，總用電量將會(huì)明顯降低，具體表現(xiàn)如下：

①減低高峰時(shí)的用電量，使用電分配更具彈性。

②節(jié)約電能、延長設(shè)備使用壽命。該裝備能根據(jù)電機(jī)的負(fù)載情況進(jìn)行適時(shí)的控制，消除不必要的電能損耗，使電機(jī)以最佳的效率運(yùn)轉(zhuǎn)。降低電機(jī)和震動(dòng)，改善工作環(huán)境。

③自動(dòng)重試功能。利用自動(dòng)重試功能，使電機(jī)在瞬間停電或跳閘之后，能已極快地速度恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。重試的次數(shù)與加速時(shí)間可根據(jù)需要來設(shè)定。

④大幅提高電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)。該裝置對(duì)供給給電機(jī)的電壓及電流進(jìn)行優(yōu)化控制，大幅度改善電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)，使電動(dòng)機(jī)能在最高效率下運(yùn)轉(zhuǎn)。

⑤對(duì)負(fù)載變化快速反應(yīng)。該裝置對(duì)頻繁的負(fù)載變化做出快速反應(yīng)，輸出電壓能在瞬間達(dá)到能在瞬間達(dá)到所需水平，使電機(jī)產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn)矩，令電機(jī)平均的運(yùn)轉(zhuǎn)。

⑥根據(jù)以往的安裝經(jīng)驗(yàn)，安裝省電裝置后，如計(jì)及平衡三相電壓，抑制啟動(dòng)電流，消除高次諧波等因素，綜合評(píng)定節(jié)電率可達(dá)20%或以上。

三、總結(jié)采用變頻裝置以后，水泵運(yùn)行平穩(wěn)，水泵故障明顯下降，完全克服了原控制系統(tǒng)的缺陷，具體表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

(一)變頻裝置精度高，保護(hù)功能完善。系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化直接通過柜面鍵盤設(shè)置，系統(tǒng)故障自診斷后直接顯示在柜面窗口上，系統(tǒng)基本屬于免維護(hù)，大大提高了工作效率。

(二)通過液位計(jì)檢測(cè)液位，其檢測(cè)信號(hào)作為控制系統(tǒng)的輸入基準(zhǔn)，控制系統(tǒng)的輸出頻率，實(shí)現(xiàn)浪位閉環(huán)控制，提高了系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)，改善了水泵的工作狀況，降低了水泵的起、停次數(shù)，延長了水泵的使用壽命。

(三)改造后，控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，電機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，不但降低了故障時(shí)間，且節(jié)約了大量能源。

(四)由于頻器的免維護(hù)及低故障率，節(jié)約了大量的維護(hù)和檢修費(fèi)用。

節(jié)能減排和保護(hù)環(huán)境刻不容緩，讓我們積極行動(dòng)起來，以主人翁的姿態(tài)、高度負(fù)責(zé)的精神和積極參與的熱情，投入到節(jié)能減排的行動(dòng)中，使節(jié)約能源、減少污染、保護(hù)生態(tài)環(huán)境成為我們生存的自覺行動(dòng)!