一、前言         高壓變頻器的產業化在80年代中期才開始形成，但隨著大功率電力電子器件的迅速發展和巨大的市場推動力，高壓變頻器十多年來的發展非常迅速，使用器件已經從SCR、GTR、GTO發展到IGBT、IECT、IGCT（SGCT）等，功率范圍從幾百千瓦到幾十兆瓦，技術已經成熟，可靠性得到保證，應用越來越廣。                   　           吉林市某自來水有限公司在考察對比了國內外多家高壓變頻器生產廠家后,決定選用深圳市科陸變頻器有限公司生產的CL2700系列高壓變頻器。2002年先在二水廠選用一臺，兩年來運行效果很好，2004年決定在三水廠再選用兩臺。CL2700系列高壓變頻器技術先進,可靠性高,輸出電壓波形好，并且已在電力、冶金、石化、市政供水、水泥等多個領域成功應用，得到了用戶的普遍認可和市場的長久考驗。

二、工程概況         1998年建成二水廠（凈水廠）,于2004年建成三水廠（凈水廠及原水給水廠），二水廠與法國得利滿公司合作，V型濾池計算機系統由設計院和法國得利滿聯合設計。V型濾池用的設備（閥門、儀表、控制臺）材料，送水泵房的水泵，高壓10kV電機，中控室計算機系統及模擬屏、投影設備均由法國得利滿公司供貨。幾年來，通過與外方合作，去國內外水廠考察調研，學習到了國內外水廠的長處，積累了豐富的經驗，尤其是時間已進入了二十一世紀，在設計三水廠時，必須以“高起點、上水平、創特色”為宗旨，厚積薄發，開拓創新，要設計、建設最好的水廠，讓市民滿意的水廠。

三、節能原理         同中國其他城市一樣，吉林市城市用水量是不均勻的，這是由于氣候和人們生活以及生產規律所決定的。由于流量的變化從而影響到管網水頭損失的變化，尤其是地勢平坦的市區，在幾何揚程很小的情況下，送水泵站出口所需壓力隨流量的變化更為顯著。         水泵站的裝機是按最不利條件下、最大時流量和所需相應揚程決定的。而實際上每天內只有很短時間能達到最大時流量，大多數時間里，水泵站都處在小流量下工作。為了適應流量的變化，許多泵站在運行中采取關小出口閘門的辦法來控制流量，從而造成出口閘門前后的壓力差值（少則多米，多則幾十米）就白白地浪費于閘門阻力上（如圖1）。

圖1：用水泵出口閘門調節水泵運行情況        

 圖2：調節水泵臺數和出口閘門適應流量變化

        當水泵臺數足夠多時，是可以很好地適應水量變化的，但是水泵型號是有限的，裝機臺數過多，不僅管理不便，而且會無謂地增大建筑面積，提高工程造價，即使這樣，也無法做到完全適應水量變化，還需要用閘門來調節水量（如圖2）。          很多水廠切削水泵葉輪適應工作點需要，因水泵工作點不連續照樣有能量損失。          為此，采用水泵機組無級調速技術，可連續地改變水泵轉數，來變更水泵工況，使其流量與揚程適應于管網用水量的變化，才能提高機組效率，維持管網壓力恒定，達到節能的效果。節能原理如圖3所示。

   圖3：水泵機組無極調速適應流量變化       

 圖4：利用出口壓力控制水泵轉速

          為實現水泵機組隨用水量變化而自動調速，最直接的辦法是在管網最不利點處設遠傳壓力計，并設定壓力值。微機系統輸入的壓力信號按存放的程序改變水泵轉數，達到最不利點壓力恒定和供需水量平衡。但是最不利點距泵站往往很遠，遠傳信號不方便。采用泵站出口壓力和流量來控制水泵轉數是常用的辦法。當管網確定之后，出口壓力應是流量的函數曲線即為管路特性曲線，所以可以利用圖4的控制系統自動地調節水泵轉數。                  

四、系統方案設計                   1. 系統電氣設計                   1.1三水廠的凈水廠                                             根據實際工況要求設計主回路電氣結構圖，選用CL2700高壓變頻器一拖一的成功方案。如圖5所示。一拖一的兩臺電機互為備用。

                圖5：一拖一方案

         以3#水泵為例說明，工作原理是由3個真空接觸器KM31、KM32、KM33以及2個高壓隔離開關QS31、QS32組成（如圖5），其中KM31、KM32、KM33為高壓真空接觸器，用于變頻和工頻的電動切換。QS31和QS32為高壓隔離開關，一般情況下處于合閘狀態，僅在變頻器檢修時拉開，用于電機工頻運行情況下對變頻器進行安全檢修。          特點：          1）可以實現工頻/變頻自動切換功能。在變頻器出現嚴重故障時，系統能夠自動切入工頻電網中，斷開變頻器時，負載不用停機，滿足現場不能停機要求。           2）易實現四運兩備運行方式。即一臺變頻運行，三臺工頻運行，二臺工頻備用；四臺工頻運行，一臺工頻備用，一臺變頻備用。         1. 2某水廠的取水廠           選用CL2700型高壓變頻器一拖一的成功方案。如圖6所示。           以1#水泵為例說明，工作原理是由3個真空接觸器KM11、KM12、KM13以及2個高壓隔離開關QS11、QS12組成（如圖6），其中KM11、KM12、KM13為高壓真空接觸器，用于變頻和工頻的電動切換。QS11和QS12為高壓隔離開關，一般情況下處于合閘狀態，僅在變頻器檢修時拉開，用于電機工頻運行情況下對變頻器進行安全檢修。          高壓變頻器工作特點：          1）可以實現工/變頻自動切換功能。在變頻器出現嚴重故障時，系統能夠自動切入工頻電網中，斷開變頻器時，負載不用停機，滿足現場不能停機要求。          2）易實現三運一備運行方式。即一臺變頻運行，二臺工頻運行，一臺工頻備用；三臺工頻運行，一臺變頻備用。