国产变频器加装转换柜实现一拖二

1 概述

惠州市惠阳区自来水发展总公司某水厂使用3 台芬兰ABB 公司生产的SAMI1370F690 型变频器控制3 套水泵机组调速供水，变频器容量为1 370 kV·A，电压690 V;所调速的电动机(ABB公司生产)容量为1 150 kW，电压690 V。该变频器自1999 年1 月投入运行以来，既为惠阳生产和生活安全用水提供了有力保障，又为水厂降低电力能源消耗作出了显著的贡献。但是，该变频器运行多年也发生过一些故障，原进口的主元件和控制电路板配件已基本更换完毕。由于该类型号进口变频器为上世纪90 年代初产品，现在早已被制造商更新换代，当变频器发生故障时，因维修配件短缺往往难以及时修复，而送到生产厂家维修，一是所需时间较长，二是价格昂贵，三是该型号变频器早已不生产，所以许多配件无货供应。因此，变频器故障是影响送水泵房变频机组供水的主要原因之一，故必须对其进行更换。

2 更换变频器方案的选择

针对上述问题，为了保证送水泵房可靠供水，我公司专业技术人员提出了五种解决方案。

方案一是在保持原有进口变频器所配套的变压器、电动机、电力电缆和水泵的基础上，仅用国产的变频器替代进口变频器。目前国产的大容量低压变频器在技术上已接近世界先进水平，具有主元件模块化、工作可靠性较高、保养维护方便、维修费少、造价低等特点。

方案二是在方案一的基础上，在2 台变频器之间加装转换柜，利用2 台变频器之间的任1 台变频器拖动2 台水泵机组的电动机。该方案除具有方案一的特点以外另具备较强的机动灵活性，当1台变频器或水泵机组发生故障时，只要启动转换柜和另1 台变频器就可及时恢复供水。

方案三是对原有进口变频器所配套的设备进行较大更改，取消变压器，将原690 V 的电动机、电力电缆更换成10 kV 的电动机、电力电缆，更换水泵与电动机的轴连器，应用国产的10 kV 变频器替代进口的690 V 变频器。目前国产的高压大容量变频器在技术上已达到世界领先水平，具有电流小、主元件模块化、可靠性高、维护方便、造价比进口低等特点。

方案四是在3 台变频器机组的基础上增加1套定速水泵机组。

方案五是在保持原有进口变频器所配套的变压器、电动机、电力电缆和水泵的基础上，用进口同规格的变频器进行替换。

上述五种方案的经济技术比较如表1所列。

针对上述五种方案，通过经济技术比较，决定选择方案二。

3 变频器及转换柜简介

3.1 JD-BP33-1150变频器及转换柜结构

根据方案二的原则，我公司在国产同类型的低压变频器厂家中通过经济技术比较，选择了山东新风光电子科技发展有限公司的JD-BP33-1150 变频器，容量为1 150 kW，电压690 V。山东新风光公司参考我公司的初步设计制作了变频器转换柜。

该变频器具有完善的保护功能：短路保护为I跃180%Ie，过电流保护为I跃150%Ie，输入过压保护为Vin约120%Ve，输入欠压保护为Vin约80%Ve，温升过高保护为T跃75益，另外当外部系统异常时将停机。其中，Ie 为额定电流，Ve 为额定电压，Vin 为输入电压。

变频器主要由整流回路、电抗器单元、电容器单元、逆变器主回路单元和控制回路所组成。转换柜的基本结构为内装有5 台CKJ15-1500/3 型真空接触器和所配套的控制设备，通过电力电缆将2#、3#变频器连接起来。变频器及转换柜一次接线图见图1，变频器转换柜二次接线图见图2。

 

3.2 变频器转换柜的工作原理

从变频器转换柜一、二次接线图可知，该系统具有4 种拖动方式。

1)3# 变频器拖动3# 泵电动机运行开机，3#变频器转换柜门上电源指示灯亮后，按下柜门上的“3# 泵3# 变频器运行”按钮SB1，接触器KM2 和KM1 合上(接触器KM3、KM4 和KM5 均在断开位置)，相应的指示灯亮，此时3# 变频器可驱动3# 泵

电动机变速运行。停机方式是按下柜门上“3#泵3#变频器停止”按钮SB2，接触器KM2 和KM1 均与电源断开，3#变频器停止运行。

2)2# 变频器拖动3# 泵电动机运行首先启动2# 变频器，等3#变频器转换柜门上电源指示灯亮后，按下柜门上的“3# 泵2# 变频器运行”按钮SB3，接触器KM3合上(接触器KM1、KM2、KM4和KM5 均在断开位置)，相应的指示灯亮，此时2# 变频器可驱动3#泵电动机变速运行。停机方式是按下柜门上的“3# 泵2# 变频器停止”按钮SB4，接触器KM3 与电源断开，2# 变频器停止拖动3#泵电动机运行。

3)3# 变频器拖动2# 泵电动机运行开机等3#变频器转换柜门上电源指示灯亮后，按下柜门上“2# 泵3# 变频器运行”按钮SB5，接触器KM4 和KM1 合上(接触器KM2、KM3 和KM5 均在断开位置)，相应的指示灯亮，此时3# 变频器可驱动2#泵电动机变速运行。停机方式是按下柜门上“2#泵3#变频器停止”按钮SB6，接触器KM4和KM1均与电源断开，3#变频器停止拖动2#泵电动机运行。

4)2# 变频器拖动2# 泵电动机运行首先启动2#变频器，等3# 变频器转换柜门上电源指示灯亮后，按下柜门上的“2# 泵2# 变频器运行”按钮SB7，接触器KM5合上(接触器KM1、KM2、KM3和KM4 均在断开位置)，相应的指示灯亮，此时2# 变频器可驱动2#泵电动机变速运行。停机方式是按下柜门上的“2# 泵2# 变频器停止”按钮SB8，接触器KM5 与电源断开，2# 变频器停止拖动2# 泵电动机运行。

 

 

3.3 变频器转换柜的安全互锁

在变频器转换柜的控制回路中，通过利用相关接触器的辅助触点串接进行电气安全互锁，可保证2#、3# 变频器在运行中每次只能驱动1 台泵的电动机变速运行，相互不发生影响(见变频器转换柜二次电气接线图)。

4 运行情况

2007年6 月底，我公司将ABB 公司的SAMI1370F690型变频器拆下来，换装上新风光电子科技公司的JD-BP33-1150 变频器，原ABB 变频器由5 面柜组成，山东新风光公司充分考虑了ABB 公司变频器柜平面布置，新风光变频器由4 面柜组成，另加1 面转换柜，安装后与原ABB 变频器的外形尺寸刚好相同。

2007年7 月初，新风光变频器经厂家安装好并检查无误，按照“先空载，继轻载，再重载”的步骤进行了调试，经调试好连续试运行合格后投入使用，至2008 年12 月，新风光变频器一直拖动3#水泵调速正常运行，满足我公司水厂供水适应用水量变化的生产需要。

5 结语

用国产的变频器替代进口变频器，在技术上可行，运行可靠;在经济上节约投资，应该成为我国节能减排的有力措施，这也是支持国产变频器发展的趋势。