大功率水泵的调速应用总结说明

摘要：深圳市东湖泵站采用4台调速机组和2台定速机组，设计供水能力为108万m3/d。简要介绍了该泵站的调速系统、节能效果、存在问题及其维护管理方法。

关键词：大功率水泵,调速应用

深圳市自来水（集团）有限公司东湖泵站位于深圳水库大坝下面，是一个原水泵站。由于深圳地区严重缺水，其自来水水源来自邻近的东莞，途经83km，经八级提升至深圳水库，再供给深港两地。深圳特区内每天供水量为100多万m3，主要由东湖泵站提供原水。由于近年来，深圳地区降雨量过于集中，造成大部分时间干旱缺水，因此东湖泵站除了供应特区内各水厂的原水，还要向宝安地区供水，东深供水工程检修前还要向梅林水库蓄水以备检修期间使用。因此，东湖泵站供水的特点是：供水量大，每天供水量为100多万m3；年度内供水扬程变化大，泵站机组中心标高为6m，水厂配水井标高为20～40m，而梅林水库标高则为58m，取水点深圳水库水位标高在16～27m之间变化。因此泵站的机组是很有必要采用调速装置以适应不同扬程变化和水量变化的。

东湖泵站由北京市政工程设计研究院设计，于1992年初开工，1993年底完工试运行，1994年5月正式运行。泵房安装有6台卧式离心泵，单机功率为1600kW，4用2备，其中4台调速机组选用瑞典ABB产品，配套水泵选用日本KUBOTA产品。2台作为备用的定速机组为湘潭电机和长沙水泵。泵站设计供水能力为108万m3/d，现已基本达到满负荷。

1　调速系统特性

东湖泵站所采用的调速装置为串级调速系统，是ABB公司90年代新产品，在技术上有一定*性。其主要控制部分采用微电脑控制，串级调速系统的功能设置、参数设定、运行数据显示等都集中在一块操作屏上，具有灵活、直观的特性。在对电机的监测和保护方面，它也是采用以微电脑为核心的综合保护仪，从而取代了大量的中间继电器，提高了系统的集成度和可靠性。

机组在运行时，微电脑动态检测串调系统的各种参数，在显示屏上可以以条状图或数值的方式显示，操作人员可以随时通过按键查看所要的参数。当设备出现故障时，系统自动记录故障信息，故障内容以文字的形式显示在操作屏上，随时可以调用，以协助诊断故障原因。控制系统中还集成有一个六通道记录仪，可以任意选择六个参数与之相连，在液晶显示屏上以曲线的形式实时显示参数的变化情况。当设备发生故障时，通道记录仪可以锁定故障发生前和后一段时间内的信息，通过研究参数变化情况，了解故障发生的原因。

在整流桥和逆变桥设计方面，ABB采用了可控的整流桥，通过对整流桥和逆变桥可控硅导通时序的控制，确保逆变桥不会通过整流桥短路。消除了整流桥和逆变桥之间可能存在的环流，在两桥之间通常所采用的直流平波电抗器也可以省去，这样可以节省费用、减少安装空间及平波电抗器的功率消耗、逆变桥和逆变变压器的损耗减少，总体效率提高，因为没有电抗器，整个串级调速系统对供电电源的波动不致于太敏感。

此系统具有三种工作模式，即CASCADE（串调）、BYPASS（旁路）、SCRO（转子短路）。三种工作模式既互相，又有区别，三者之间可以平滑切换。串调运行时，当转速达到zui低串调速度时，串调系统投入，电机速度可以在zui高与zui低调速范围内调节；旁路运行时，电机带起动电阻起动，然后起动电阻短接，电机全速运行；转子短路运行时，介于串调和旁路方式之间，在调速范围内时，和串调运行方式相同，当给定值大于zui大调速范围时，自动转入旁路运行，串调系统脱开，当给定值在调速范围内时，串调系统又自动投入，机组运行在串调方式。

2　调速节能效果

东湖泵站从1994年5月正式投产至今已有5年多，期间工作方式也发生了很大变化，泵站机组设计扬程为37m，1994年刚开始运行时，调速机组正在调试，主要是运行定速机组。调速机组调试完成后，主要运行的是调速机组。初期，由于供水量小，供水点的标高低，所以机组工作在低扬程、大流量状态，此时机组工作效率低，远离区。随着供水量的逐步增加，供水压力逐步上升，机组工作扬程由不足20m提高到33m左右，机组效率大大提高。在1995年12月以前，机组工作压力基本相同，我们从原始报表中整理了调速和定速工作时的每千m3水耗电量，列为表1。1996年1月至1998年9月之间，工作方式变化较大。从1998年10月以后，工作状态比较稳定，我们选取1998年11月到1999年6月的数据，列为表2。