電力系統(tǒng)變頻節(jié)能改造技術方案 (一)

電力系統(tǒng)變頻節(jié)能改造技術方案

六盤水杏豐洗煤場:

我公司技術人員在貴單位相關人員的大力配合下，對貴單位用電系統(tǒng)進行了一次詳細

調查，在此對貴單位給予我們工作的大力支持和配合表示感謝。

貴單位用電系統(tǒng)主要設備有：風機，壓濾機等。

根據(jù)貴單位技術人員提供的技術參數(shù)和我公司人員對用電系統(tǒng)及負荷運行情況的深入

調查和了解，并綜合考慮投資收益的合理性后，實施變頻節(jié)能改造工程。

一.工程內容：對風機，壓濾機等用電系統(tǒng)進行變頻節(jié)能改造工程。

二,用電設備運行情況；用電費；0.546元。電機工作時間：24小時/天.

三.改造方案概述：

?改造方案的目的一一提高產(chǎn)品質量，降低能耗，改善工作環(huán)境。

?改造方案一一本次改造選取了約157kw的節(jié)能效果較明顯的負載作為投資工程，

進行改造。其中風機和壓濾機用PI7800的變頻器調節(jié)、控制電機轉速。采用控制

盒直接由操作人員控制轉速。

?方案實施——根據(jù)實際情況在每臺電機控制柜附近安裝變頻器及新控制柜。根據(jù)

廠方要求可以將操作盒安裝在控制臺上，以便工作人員操作。在每組系統(tǒng)前安裝

電表及計時器，以便檢測用電量和工作時間。

四.改造建議：

L壓濾機37KW,采用一臺37KW普傳科技高性能變頻器進行節(jié)能改造，節(jié)電率：15%；

2.壓濾機45KW,采用一臺45KW普傳科技高性能變頻器進行節(jié)能改造，節(jié)電率：15%；

3.風機75KW,采用一臺75KW普傳科技高性能變頻器進行節(jié)能改造，節(jié)電率：20%.

注：節(jié)電率以實測為準。

五.可行性分析：

生產(chǎn)過程所需的各種物理量，如所需要的風量，都在隨生產(chǎn)過程的變化而變化，保持

一些物理量的恒定，或使一些物理量按生產(chǎn)過程的需要而變化，就成了電控系統(tǒng)的最終目

標。為了到達這一目標，風機配備的電機功率都是按生產(chǎn)過程最大的需求量而配置的，這

就存在一種匹配的功率與生產(chǎn)過程實際需要的功率不對應的矛盾，當生產(chǎn)過程需要某種物

理量大時，電機的最大配置剛好匹配，而當生產(chǎn)過程需要某種物理量小時，電機的最大配

置就是一種浪費，但這種浪費又是不可防止的，隨著變頻技術和數(shù)控技術的高速開展，防

止這種浪費己成為可能，即電機的功率隨生產(chǎn)現(xiàn)場物理量的變化而變化，改變電機轉速使

其軸輸出功率隨生產(chǎn)現(xiàn)場物理量的變化而變化，從而到達節(jié)能降耗的目的。

5.1改造工程內容

編號設備名稱電動機功率數(shù)量備注

1壓濾機37KW1臺

2壓濾機45KW1臺

3風機75KW1臺

小計約157KW3臺

5.2電動機的運行特性

由電動機本身的特性知，電動機的轉速與其工作電壓的頻率成正比，其軸輸出功

率與頻率的關系見下表：

頻率F(HZ)轉速N%軸功率P%

50100%100%

4590%72.9%

4080%51.2%

3570%34.3%

3060%21.6%

5.3風機的運行特性

傳統(tǒng)的供風方式是通過人工或電動閥門調節(jié)擋風板的開啟度來調節(jié)供風量的，而電機

始終處于額定轉速下運轉，由電機轉速與功率的關系可知：這種運行方式電能浪費嚴重，

調節(jié)精度差、啟動電流大、噪聲大，變頻改造的供風系統(tǒng)是在保存原工頻供電系統(tǒng)的根底

上增加一套變頻回路與原電路并聯(lián)，形成雙回路供電系統(tǒng),即正常情況下，由變頻回路供電,

一旦出現(xiàn)故障時由原工頻電路供電，保障生產(chǎn)正常進行。其特點：變頻具有軟啟動功能，無

大電流沖擊，可延長電機的使用壽命；變頻通過采集關鍵信號，可實現(xiàn)自動調節(jié)風機的轉

速，而不需人工調節(jié)擋風板的開啟度，實現(xiàn)按不同的生產(chǎn)過程準確提供供風量，既節(jié)省能

量又可減輕操作者的勞動強度。

六.節(jié)能分析與實例

通過流體力學的根本定律可知：風機、泵類設備均屬平方轉矩負載，

其轉速n與流量Q,壓力H以及軸功率P具有如下關系：

Q-n,H8n2,Pocn3;即流量與轉速成正比，壓力與轉速的平方成正比，軸功率與

轉速的立方成正比。

以一臺水泵為例，它的出口壓頭為H0（出口壓頭即泵入口和管路出口的靜壓力差），

額定轉速為nO,閥門全開時的管阻特性為2,額定工況下與之對應的壓力為H1,出口流量為

Q1o

在現(xiàn)場控制中，通常采用水泵定速運行，出口閥門控制流量。當流量從Q1減小50%至

Q2時，閥門開度減小使管網(wǎng)阻力特性由rO變?yōu)閞1,系統(tǒng)工作點沿方向由原來的A點移至

B點；受其節(jié)流作用壓力H1變?yōu)镠2o水泵軸功率實際值(kW)可由公式：P=Q-H/(n

c-nb)X103得出。其中，p、Q、H、nc、nb分別表示功率、流量、壓力、水泵效率、

傳動裝置效率，直接傳動為1。

假設總效率(nc?nb)為1,那么水泵由A點移至B點工作時，電機節(jié)省的功耗為

AQ1OH1和BQ2OH2的面積差。

如果采用調速手段改變水泵的轉速n,當流量從Q1減小50%至Q2時，那么管網(wǎng)阻

力特性為同一曲線rO,系統(tǒng)工作點將沿方向II由原來的A點移至C點，水泵的運行也更

趨合理。在閥門全開，只有管網(wǎng)阻力的情況下，系統(tǒng)滿足現(xiàn)場的流量要求，能耗勢必降低。

此時，電機節(jié)省的功耗為AQ1OH1和CQ20H3的面積差。

比擬采用閥門開度調節(jié)和水泵轉速控制，顯然使用水泵轉速控制更為有效合理，具有

顯著的節(jié)能效果。

另外，從圖中還可以看出：閥門調節(jié)時將使系統(tǒng)壓力H升高，這將對管路和閥門的密封

性能形成威脅和破壞；而轉速調節(jié)時，系統(tǒng)壓力H將隨泵轉速n的降低而降低，因此不會

對系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響。

從上面的比擬不難得出：當現(xiàn)場對水泵流量的需求從100%降至50%時，采用轉速調節(jié)將

比原來的閥門調節(jié)節(jié)省BCH3H2所對應的功率大小，節(jié)能率在75%以上。

電機轉速與節(jié)能率的關系表

頻率f(Hz)轉速N%風量0%風壓H%軸功率P%節(jié)電率

50100%100%100%100%0.00%

r4590%90%81%72.9%29.10%

4080%80%64%51.2%48.80%

3570%70%49%34.3%65.70%

3060%60%36%21.6%78.40%

與此相類似的，如果采用變頻調速技術改變泵類、風機類設備轉速來控制現(xiàn)場壓力、溫

度、水位等其它過程控制參量，同樣可以依據(jù)系統(tǒng)控制特性繪制出關系曲線得出上述的比

擬結果。采用變頻調速技術改變電機轉速的方法，要比采用閥門、擋板調節(jié)更為節(jié)能經(jīng)濟,

設備運行工況也將得到明顯改善。

七.特點：

采用交流變頻器對風機、泵等進行節(jié)能改造具有結構簡單、改造方便、節(jié)能效果明

顯。使用變頻器后，電機可軟起軟停、減少設備機械沖擊、延長設備使用壽命、降低設備

的維修費用。變頻調速技術先進、成熟，提高了設備的技術含量提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，減

少或防止供電部門懲罰性電費，同時可減輕企業(yè)電網(wǎng)的供電壓力，間接提高企業(yè)電網(wǎng)的供

電能力。電動機的起動為軟起動，防止沖擊電流，使用電設備機械沖擊大大減小，延長設

備的使用壽命，可提高生產(chǎn)設備的穩(wěn)定性，間接提升產(chǎn)品的質量。

深圳市普傳科技

附件：深圳市普傳科技簡介

1、公司簡介

大連普傳科技股份于2001年1月成立，注冊資金及實收資本2000萬元。注冊地為大

連市高新技術園區(qū)，為國家級高新技術企業(yè)，是具有電機設計制造根底的變頻器專業(yè)制造商。

公司現(xiàn)形成以變頻器為主的節(jié)能產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模，標準化設計、具有系列化生產(chǎn)能力。主

導產(chǎn)品為控制與傳動及電氣自動化產(chǎn)品：變頻器、電機環(huán)保節(jié)能器、混合動力汽車用電機及

控制系統(tǒng)、伺服電機及驅動器、自動化控制系統(tǒng)等等，產(chǎn)品遠銷歐美及東南亞國家。PI7000

系列高性能變頻器獲2006年國家“火炬方案”工程、通過國家權威機構檢驗和省級科技成

果鑒定。公司承當國家“十一?五”863方案“節(jié)能與新能源汽車”重大工程之“混合動力

汽車用電機驅動系統(tǒng)關鍵技術研究”課題。

公司在深圳設分公司，通過設立江蘇、山東、河南、廣州等辦事機構，建立了輻射全

國的研發(fā)、生產(chǎn)、物流及效勞網(wǎng)絡。

節(jié)能、高效、環(huán)保、經(jīng)濟、實用的普傳科技系列產(chǎn)品，廣泛應用于電子、機械、石化、

冶金、礦山、造紙、紡織、建材、交通等工業(yè)領域和高科技領域及中央空調、高樓給水、

廣場音樂噴泉等民用工程,到達改善工藝，提高產(chǎn)品質量和提高效率的目的,應用在風機水

泵類負載實現(xiàn)節(jié)能30%以上，替代進口，具有巨大的社會意義和經(jīng)濟效益；公司研發(fā)的產(chǎn)品

在交通1潛艇、艦船、車輛如混合動力汽車）等專業(yè)領域也得到很好應用；公司生產(chǎn)的機

床功能部件應用在數(shù)控機床等設備在振興東北老工業(yè)基地先進裝備制造業(yè)中發(fā)揮出應有作

用。

?“十一五”國家863方案“節(jié)能與新能源汽車”重大工程課題承當單位。

?國家“火炬方案”工程單位

?中國電器工業(yè)協(xié)會變頻器分會首屆副理事長單位

?2007年為大連市“大連電氣傳開工程研究中心”2008年獲遼寧省電氣傳開工程技術

研究中心

?2008年大連市高新園區(qū)“最正確自主創(chuàng)新企業(yè)”

?2007年大連“節(jié)能成長型、創(chuàng)新成長型企業(yè)”“最正確自主創(chuàng)新企業(yè)”

?連續(xù)2年獲中國電工技術學會、慧聰網(wǎng)“中國變頻器十大品牌”

?《變頻器世界》《電氣時代》“用戶滿意十大品牌“

2、普傳科技變頻節(jié)能技術產(chǎn)品特點:

2.1變頻器的主要功能即為節(jié)能和自動控制。自主開發(fā)的PI7000系列高性能變頻器

通過國家發(fā)配電及電控設備質量監(jiān)督檢驗中心、國家轎

車質量監(jiān)督檢驗中心的檢驗和獲得遼寧省級科技成果

鑒定。

產(chǎn)品設計符合國家標準GB/T12668.2-2002：《調速

電氣傳動系統(tǒng)》中“低壓交流變頻電氣傳動系統(tǒng)額定值

的規(guī)定”及GB12668.3-2004：“產(chǎn)品的電磁兼容性標準

及其特定的實驗方法”。

PI7000/7800/7600除具有通用低壓變頻器的根本功能外，和國內同行業(yè)比擬，具備以

下創(chuàng)新性和先進性

■采用32位專用DSP（數(shù)字信號處理器）為核心的控制單元，實現(xiàn)高速高性能控制。

■集V/F控制、V/F+PG控制、矢量控制+PG三種控制功能于一體，三種空間電壓

矢量波形產(chǎn)生方式的變頻器

■具有死區(qū)補償功能，實現(xiàn)低頻率大輸出轉矩；自動轉差補償。

■十種頻率設定方式，模擬端子可以接受0~10V、0~20mA之內的自定義范圍信號。

■六路可編程輸出控制端子。

■內置PID功能，可實現(xiàn)高性能閉環(huán)速度控制PID調節(jié)的直流電流制動。

■轉速追蹤啟動與斷電再恢復運行功能。

■強大的通訊功能，支持標準的Rs485與CanBus,同時提供遠控鍵盤功能。

■界面有好：人性化顯示菜單，中文液晶LCD顯示，配以LED顯示，同時顯示3

個狀態(tài)參數(shù)。

■特有的逆變模塊（IGBT）溫升監(jiān)控功能，風扇調節(jié)可控，適時降低電機噪音和溫

升。

■高效的故障查詢與記錄功能，方便排除故障；參數(shù)保護功能。

■獨特的設計，使變頻器對電源的污染降到最低。

2.2基于“電機系統(tǒng)工程”電機運行特點開發(fā)的設計制造的新一代高品質、多功能

電機控制、環(huán)保、節(jié)能產(chǎn)品一PS7000系列電機環(huán)保節(jié)能器通過檢驗和科技成果鑒定。該產(chǎn)

品應用先進的空間電壓矢量PWM控制技術、矢量控制技術，采用高性能的功率模塊和先進的

節(jié)能器制造工藝，具有創(chuàng)新性和先進性。本產(chǎn)品不同于以往的電機節(jié)能器，具有電機無級

調速滿足工藝和節(jié)能的雙重效果及對低速、重載的設備控制。專家評語：“該產(chǎn)品技術先進,

性能指標到達國內領先水平，節(jié)能及環(huán)保效果明顯”。綜合節(jié)電率可達3