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高压大功率变频器在城市供水系统的应用探

高压大功率变频器在城市供水系统的应用探

点击数:7369 次   录入时间:03-04 11:59:32   整理:http://www.55dianzi.com   电工文摘
1、梨川二水厂二级泵房装机概况:
装机数量及容量:共5台泵,2×710KW+3×500KW+1×250KW,每台泵均由高压电机驱动,其出口均设重锤式电控液压驱动阀(该阀可停悬50%开度位置)。
其调节方式:根据供水情况开停泵及阀开50%。各泵均不调速,利用出口阀门来控制水流量和管网压力。
2、变频应用系统主要设备:
高压变频器:6KV/800KW SIEMENS“高—低—高”型电流型变频器。
PLC:SIEMENS S7-300一个整机架配置,10A电源1PC,314CPU 1PC,32点DI模块2PC,16点DO模块4PC,8AI模块1PC,2AO模块1PC。主要用来完成正个系统的逻辑控制,模拟量整合处理并与PID调节仪表组态。
调节及显示仪表:共6台,特别定做。其中一台用来显示高压输入端电流, 其它均为调节用表。
压力传感器:2PC,0~1MP量程,4~20mA标准信号
流量传感器:2PC,4~20mA标准信号(实际是借用水厂的流量表输出信号)。
电量变送器:5A/4~20mA标准信号 2PC 10VDC/4~20mA标准信号 2PC
压力开关:7PC(后用电接点压力表代替)。
集中控制柜:一台
10KV进线柜:一台带反时
10KV出线柜:二台
3、设计、驱动控制及保护方式等:
设计原则:按电力系统有关10KV配电系统的设计规范设计高压一次系统、二次控制及保护系统。保留所有的原工频驱动控制方式,再并入变频控制系统。因为该高压变频系统是东莞地区的供水系统首次使用,在设计时尽可能的要保障整个系统的安全,对各大设备及系统的延伸所影响到的系统和设备尽可能的进行全面监控。
变频动力拖动方式:一拖二
集中控制:一步化自动开停机,全自动控制,手动控制(可将自控逻辑甩开),输入端电源给定,输出端拖动选择,自/手动切换,变频启停,变频器监视等。
现场控制:水泵就地启停,进线柜及出线柜就地操作,变频器就地操作等等。
调节方式:考虑到水厂的规模较大,送水距离远,为确保有效的调节,将调节仪表及PLC的调节方式分配如下:两台为分时段PID调节器(恒压调节),两台组成串级PID调节器(变压调节)并与PLC组态,一台与PLC组态成串级PID调节器(流量调节),PLC调节方式。
变频器启停控制:上电后,先进入准备状态再启动,停机时断开启动与准备状态。
变频器监控:对所有的状态、错误、故障信号进行采样,输入PLC,并分类处理。
PLC程序设计:对所有的输入开关量进行采样,编辑逻辑程序,驱动相应的输出。对流量、压力信号处理后送到仪表及变频器。
PLC硬件设计方式:可继续扩展I/O和AI/AO模快,可加装人机介面或监控微机。
自动补压减压控制:可按投入待运行的补压方式自动进行补压。
联锁方式:1、2号变频出线柜联锁,1号变频出线柜和1号工频出线柜联锁,2号变频出线柜和2号工频出线柜联锁。
高压柜控方式:以电力系统标准控制为基础,再引如变频系统及PLC的有关控制信号。
降压变压器保护:采用电力系统标准反时限保护。
升压变压器保护:因当时无合适的采样元件及保护装置,故将其交变频器保护。
6KV电源侧防雷保护:按有关高压配电柜防雷电入侵波过压保护方式设计。


5、所解决的主要问题
大大提高了整个二级泵房的自动化控制程度。
纠正并完善了原工频系统自动一步化开停机的缺点和不足。
可以使水泵随着负荷的变化调节供水流量,达到节约能源的目的,同时对水泵进行的是软启动,减小对配电系统及供水管网的冲击。
改善了水泵运行工况

5、存在的主要问题
1)多次烧坏电源输入端的400A保险,以后虽根据其原因设想并推敲了多种解决方法,但因多种原因而不能实施。
2)原计划第二步实现人机介面控制,以完善现代PLC的控制方式,因多种原因而未能实施。
3)设计中的全自动化控制按无人控制方式设计编程,但因多种原因只进行了部分在线调试而不能得知完全的实用功能使用情况,故不能完全交与用户使用。
6、设计调试总结
1)该系统好象是东莞的首套高压变频器系统(在西门子听说),故在设计时为确保该系统的成功,考虑的方方面面很多,最后虽经压缩,但整个系统设计出来后仍感到挺复杂。
2)就当时的情况而言,用方和供方均对该系统的自动化系统的复杂程度及牵扯的范围之广缺乏了解,没能提供足够的在线调试次数及修改软件的机会,以致留下一些遗憾。
3)高压变频器运行情况介绍
设备改造工程于1998年11月完成,高压变频器投运后,频率运行在40Hz~48Hz,保证了供水的正常进行。

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