變頻技術在排水泵站節能工作上的應用前景分析

在當今樹立節約意識、節約觀念，務求建設節約型社會的大前提下，我們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，根據某泵站過去幾年的資料顯示：泵站動力電費支出到了全所資金支出的50%以上，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。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。

二、變頻技術在排水泵站節能工作中的應用(一)變頻技術的原理分析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。

2、節電原理分析：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。

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。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阻抗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阻抗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。

(二)變頻技術在排水泵站應用的合理性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，經對某泵站實際用電線路情況和用電狀況調查，在安裝相應型號的變頻器后，總用電量將會明顯降低，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。

三、總結采用變頻裝置以后，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：

(一)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。

(二)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。

(三)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。

(四)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。

節能減排和保護環境刻不容緩，讓我們積極行動起來，以主人翁的姿態、高度負責的精神和積極參與的熱情，投入到節能減排的行動中，使節約能源、減少污染、保護生態環境成為我們生存的自覺行動!