吴坚
陕西能源电力运营有限公司渭河项目部 陕西咸阳 712085
摘要：在总体经济理论牵引下，我国营建了新经济环境。一方面，电力企业通过系统性改革与公司治理，构建了以电力项目产品的研发设计、材料设备管理、电力基础设施建设、电力市场营销、电力产品售后服务等为主要环节的新型产业链条。另一方面，在电力生产管理方面，结合电力信息系统、电力输配送自动化技术、电力配网抢修指挥系统等，全面推进了智能化管理。本文以此为背景，选取电厂水泵中的低压变频器应用分析作为研究题目，主要从水泵概况、问题分析、水泵变频调速节能原理、变频节能改造、改造效果五个方面，对低压变频器在电厂水泵中的应用进行了具体讨论。
关键词：电厂水泵；低压变频器；应用分析
通用变频器的发明，改变了工业领域的变频调速技术。从现代电力工业生产制造中对低压变频器的应用经验分析，变频器应用于电厂水泵后具有生产要素方面的比较优势，具体体现在品质优良、安全可靠、节能环保等方面。在“中国制造2025”工业战略实践中，我国提出了以工业设计主导的产业化发展思路。在该思路下，加大了对变频器的研发设计投入。借助将它与通信技术、信息技术等进行资源整合，现阶段的变频调速器功能多元、集成化程度高、应用范围广，在实际应用中提高了相关设备的效用生产效率。下面结合某电厂水泵节能改造项目展开讨论。
1、低压变频器概述
现代电力企业初步实现了向智慧电力的升级改造，各类生产设备体量大、规模大、智能化程度较高。因此，在其配置动力驱动时，需要增加一定的富余动力驱动量。由于电机使用时，禁止在满负荷情况运用。所以，在电机小、设备动力驱动量较大量，就会产生功耗问题。为了节约电能，通常可以采用增加变频器的方法，对此类问题加以解决。低压变频器采用PID控制方案。当电机转速降低后，就可以实现节能目标。其关系式为：P2/P1=（N2/N1）3。具体而言，在电机转速由N1——N2进行变化时，电机轴功率P与其存在反比例关系，如果降低电机转速时，那么，就可以相应的实现立方级节能目的。
2、电厂水泵中的低压变频器应用分析
下面分别从水泵概况、问题分析、水泵变频调速节能原理、变频节能改造、改造效果五个方面，对其应用展开具体讨论。
2.1水泵概况
以某火电厂在用水泵为例，共3台水泵，均采用132kW电机，设计方式以2运1备为准。分别为#1机组辅助设备和#2机组辅助设备提供冷却用水。该火电厂共2条出口母管，出口阀门在目前使用中，正常情况下开度为30%。电机运行电流小于额定电流，具体数值为230A。具体参数如下：
（1）额定电压：380V。
（2）额定电流：237A。
（3）额定转速：1486r/min；水泵额定转速：1450r/min。
（4）扬程：0.55m~0.7m。
（5）流量：612~360t/h。
2.2问题分析
该电厂水泵的问题，表现在资源浪费较大、安全隐患大两个方面。根据运维管理部门进行问题分析，结果表明导致此类问题的原因，主要是工业水消耗特性曲线——流量输出特性曲线之间存在差异。
按照水泵使用经验分析，大一级的水电机，应该配套低压大流量水泵，该火电厂选择的水电机与实际需求之间存在差异，相对较小。由于该水泵的服役时间较长，阀门位置、管道内部均存在问题，主要表现为开关较松、管道存在泄漏。因此，在诸因素共同作用下，造成了2条水泵出口流量不能达到实际设置的目标流量。
2.3水泵变频调速节能原理
在未应用低压变频器之前，一直采用挡板、阀门开度的范围限定方法，进行水泵流量调节。由于在其应用中，开度与阻力成反比例，开度增大、阻力减小；开度减小，阻力增大。因而对于较大范围内的水泵流量调节，存在适用性不足的问题。应用低压变频器后，实质上只是改变了水泵转速，而出口阀门、入口阀门一直处于全部打开状态。相当于通过对水泵转速的调节，实现了对水流大小的控制。
2.4变频节能改造
在该电厂水泵中的低压变频器应用，主要以其现场工况与问题分析结果为准，采用了“因泵制宜”的原则。具体如下：
首先，根据水泵类型与型号及相关参数，确定选择低压变频器。通过比较常见类型后，认为ASD380D-132（生产厂家：国电南自股份有限公司）适用性最强。经反复比较与分析改造方案后，选择了该厂家生产的低压变频器。其次，从特征方面看，该变频器消谐措施较好、电磁兼容性能较强、层叠母排，加上其应用了SVPWM——空间电压矢量脉宽调制技术，因而在操作性能方面具有一定的比较优势。第三，具体安装操作方面，将变频柜直接安装于2台在用水泵电机输入侧；配套在2条出口母管上，设置了压力变送器。能够运用信息管理系统，在线监测其压力情况。本次安装中选用的信号为20~4mA，可直接将实时采集到的信息发送至变频器。而且，实现了在移动端设备的查询与直接监测，以及相关参数的设置调整等。
2.5改造效果
通过低压变频改造，化解了以上问题，对改造前后进行对比，证实该火电厂水泵中应用低压变频器后，系统运行安全隐患得以解除、资源浪费问题得到了明显改善。分述如下：
首先，降低了电机转速，减少了电机轴承的磨损，弱化了噪音污染。其次，设备检修周期延长，出口阀门的开度限制问题得到了解决，减少了运维管理成本。第三，提高了水泵自动化程度，通过在线监测与远程管控有效改善了工况，简化了操作流程。并于工作量减小的同时，减轻了工作强度。第三，使用低压变频器之后，在启动过程中电流减少，间接弱化了对电网、设备产生的各类影响，节约了用电量。以每年360d为准，节电具体参数如下：
（1）水泵电机运行频率：40~30Hz。
（2）节省电能消耗：160Kw/d。
（3）节电率：大于60%。
（4）成本回收：12月。
因此，实现了投资低、投资回报率高，产出综合效益的目标，扩增了水泵应用效用。
结束语
通过上以分析可以认识到，低压变频器作为一种实用技术与具体的设备，应用到电厂水泵后，可以在整体上起到规避安全问题、提高经济效益、扩增节能环保效用。因此，能够将原来的水泵的物质生产效率，扩增到效用生产效率层面，并产出综合效益。但是，在实际的使用中，需要根据具体的水泵系统、电机大小、水泵使用方式等情况，因水泵制宜的进行低压变频器使用。这样，有利于在解决针对性问题同时，化解附带问题，实现系统性节能环保目标。
参考文献
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