泵船取水工程系统控制及节能研究

【摘要】： 沿长江、汉水流域一带，城镇供水厂取水水泵机组为了保证在沽水期低水 位时，水泵机组的出水扬程。设计都按照长江、汉水百年一遇最低水位选择水 泵出水扬程，这样在高水位时往往由于扬程太大而偏离水泵的工作高效区，浪 费了大量电能，选择合适的调速方式对泵船水泵机组进行节能改造，成为当务 之急。风机、水泵等采用变频调速是我国节能的一项重点推广技术措施，《中 华人民共和国节约能源法》第39条已将变频调速列入通用节能技术加以推 广。 泵船上的水泵机组随着江河四季水位的变化，船端相对于岸端高程位置发 生变化，其水泵机组出水扬程也随之发生变化。只有调整相关的性能参数，即 水泵的出水扬程，才能保证水泵的工况点处在高效工作区，电机的输出功率与 负载处于合理的匹配范围内。 目前，国内绝大多数的泵船上的水泵机组未采取措施，电机的输出功率是 恒定的。在水位较高时，水泵仍然以高扬程输水，电机的输出功率没有降下 来，浪费能源。 根据相似定律：流量与转速的一次方成正比；扬程与转速的二次方成正 比；功率与转速的三次方成正比。即在降低转速，调低水泵出水扬程的同时， 功率下降的幅度非常大，从中可以节省相当大的电能。完全应在高水 位时降 低水泵机组转速，从而使电机的输出功率随着转速下降值与转速原值商的三次 方关系下降。以达到节能的目的。 源水在通过水泵机组出口压送后，仅经过短距离输水管道后，在管道尾部 水敞开奔向开放式明渠。管道系统中，压力变化小。在水泵机组高于出水管道 系统时形成自流无压状态。压力参数不能正确的反映水位的相应变化。变频调 速控制的水泵机组的转速，只能通过采集水位参数变化与转速关系建立起来的 相关数学关系来确定，并同时应参考水流量参数。 在汉江处于丰水期高水位时，将水泵的富余出水扬程通过降低水泵转速节 省下来，使电机的输出功率下降，达到节能的目的。同时，通过水位、扬程、 武汉理工大学硕士学位论文 水量之间的关系，建立数学关系，以保证选择合适的开机数量，保证取水水 量。 在高压变频调速系统采用直接“高－高”变换形式，为单元串联多电平拓扑 结构，可由移相变压器、功率单元和控制器等组成。主体结构由多组功率模块 串并联而成。从而由各组低压叠加而产生需要的高压输出。 单元串联多电平PWM电压源型6kV变频器采用若干个低压PWM变频功 率单元串联的方式实现直接高压输出。对电网谐波污染小、输人功率因数高。 不必采用输人谐波滤波器和功率因数补偿装置。输出波形好，不存在由谐波引 起的电机附加发热和转矩脉动、噪声、输出du／dt、共模电压等问题。 综合汉江水位情况分析，宗关水厂泵船取水系统中，1995刁 年五年期 水泵处于高效运行区域仅有 27．3个月。仅占五年内运行时间的 39．4％。另通过 绘制水泵并联曲线图，在高水位状态下，水泵特性曲线巳脱离理论值范围，找 不到扬程与流量的量比关系。 在泵船取水系统中，采用变频调速控制技术节能潜力很大，有着非常重大 意义。交流变频调速技术的发展由于其地位的重要性，巳迅速发展成为一门独 立的技术、学科领域，它对合理利用水资源，减少环境污染，节约电能，改善 工作条件，节省原材料，降低成本和提高产量等方面均起着十分重要的作用。 【关键词】：水位 扬程 高压变频调速 节能
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：U674
【目录】：

• 第1章 概论9-22
• 1．1 城镇供水厂运用变频调速技术的现状9-10
• 1．2 城镇供水厂调速技术的应用10-13
• 1．3 电力电子技术及功率器件IGBT的发展状况13-17
• 1．4 国内外变频调速技术的发展状况17-19
• 1．5 课题的研究目的和意义19-22
• 第2章 变频调速系统的组成及原理22-31
• 2．1 变频调速的基本原理22
• 2．2 变频器的构成及控制方式22-27
• 2．3 变频器的主电路型式27-31
• 第3章 高压变频调速的系统组成及特性31-37
• 3．1 高压变频系统的特点、技术要求31-32
• 3．2 高压变频器的谐波分析及控制型式32-34
• 3．3 高压变频调速系统的组成和几种类型34-37
• 第4章 高压变频器及其调速系统设计37-48
• 4．1 单元串联多电平PWM电压源型6kV高压变频器的构成37-41
• 4．2 宗关水厂泵船取水机组高压变频调速系统的分析及设计研究41-43
• 4．3 泵船取水高压变频调速系统的设计43-44
• 4．4 泵船水泵机组变频系统配置44-48
• 第5章 宗关水厂泵船取水高压变频调速系统的节能分析48-58
• 5．1 变频调速系统节能原理48-51
• 5．2 宗关水厂泵船取水高压变频调速系统的节能计算51-58
• 第6章 研究工作总结与展望58-61
• 6．1 本文所作的主要工作58-59
• 6．2 系统需要改进的方向59
• 6．3 采用的主要技术和方法59-61
• 致 谢61-62
• 参考文献62-65
• 发表论文及参加的项目65

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

克服“冲击”,安全地应用变频器    王星光

变频泵水系统的开机和关机    张燕宾

浅谈无功功率的补偿和电容器的安全运行    苏家骥

ACS1000高压变频器的特色    张燕宾

大型离心泵的结构与运行    赵万勇

变频调速器节能原理及应用    栾世超,徐冬雁,杨翠玲

变频调速器在常压塔液位控制中的应用    李相阳,李翠兰

水厂泵房供水自动控制系统的设计    王秀琳,蒋根才

变频调速系统的节能运行    蔡骏

变频调速器在供水系统中的应用    蒋艺,杨俊生

三电平逆变器SVPWM控制算法的研究    曹光华;方晨;

变电站电力硅整流设备故障分析    程前;宋浩杰;万山景;

有关接地电阻及其计算问题解析    陈为苗;陈圣东;刘桃生;

基于TMS320LF2407A的SPWM波形研究    黄伦学;王田苗;魏洪兴;

DSP+FPGA芯片在异步电动机SPWM控制中的应用    周俊;陈其工;江明;

概述高层建筑供配电设计    奚伟东;

变频技术在中央空调系统控制中的应用    陈世民;王伟;

变频技术在医院污水处理工程中的应用    王军邦;

新型智能无功补偿控制器    吴小鹏

负荷计算方法的补充    刘刚

变电站电力硅整流设备故障分析    程前;宋浩杰;万山景;

无轴承永磁薄片电机试验平台及驱动系统设计    朱通;朱熀秋;孙永波;郝晓红;

交流混合磁轴承变刚度系数分析与控制系统研究    张维煜;阮颖;嵇尚华;孙晓东;朱熀秋;

电网电压波动对有源滤波器的影响及仿真分析    陈骏峰;杨璇;徐金榜;沈安文;

预充电动态无过渡过程TSC无功补偿装置的探讨    靳建峰;沈黎明;翁利民;张庆伟;

浅析无功补偿的发展    刘艳芹;席自强;陈昌晶;

大型设备电控系统的抗干扰措施    宋孟杰;付强;程东军;徐俊;

城市燃气调压站智能监控系统的设计及实现    袁赓;朴贞花;

高压变频器输出电压谐波分析    杨琼涛;邵长宏;段巍;朱春毅;李崇坚;

应用于变电站接地测量系统的脉冲电源的设计与仿真    朱士加;李琳;颜湘武;

260kVA无源软开关辅助变流器研究    王小方

异步电动机高频斩波串级调速系统模型及特性的研究    张军伟

空间矢量调制直接转矩控制系统研究    高圣伟

注入式混合型有源电力滤波器关键技术研究及其工程实现    漆铭钧

大射电望远望悬索式馈源支撑系统的运动规划、动态检测与控制    王文利

无转速传感器异步电机矢量控制系统控制方法的研究    张伟

交流励磁发电机输出电力谐波抑制    王文举

新型谐振过渡软开关三相PWM逆变器    明正峰

江南体育在线直播观看 并网发电系统的研究    赵为

组合式软开关高频链逆变器的研究    孙向东

基于DSP的铜材连铸水平牵引变频调速控制系统研究    汪鹏飞

基于DSP的交流异步电动机变频调速技术研究    杨亮

基于混合补偿的高效模糊无功补偿控制器的研究    涂远松

智能高压TSC无功补偿装置的研制    赵秋山

基于PLC与模糊PID的混凝投药复合控制系统的研究    李翠云

宽频调速系统设计及精度分析    史大伟

基于TMS320F2808的异步电动机矢量控制系统    韩美佳

基于MRAS的模糊自适应异步电机矢量控制的研究    吴婷

基于矢量控制的PWM整流器研究    景小萍

双PWM变频调速控制策略研究    孔德宁

联轴器对大中型电机窜轴的影响    薛建欣,赵万勇,王春龙,李仁年,郭志杰,李居虎

电动机晶闸管变频调速系统设计方案探讨    叶娅,邵红

展望变频调速及其控制技术的前景    谭茀娃,金如麟

全自动变频调速恒压供水设备的节能及经济效益浅析    赵建光,王玉

脉宽调制(SPWM)变频调速系统分析    程云霄;

浅谈医院中央空调系统变频节能方案    古兆荣;

基于DSP的异步电机变频调速系统研究    李晓竹;刘硕;丁睿;

高压变频节能技术应用实例及效果分析    郭连波;邹玮;杨振中;

矢量控制在异步电动机变频调速中的应用    李晶;

驱动二相交流电动机变频调速的电压型逆变器    陈光东;雷波;

变频调速的一种新型直接矢量控制方法    韩志仁，刘立生，赵华

主从控制变频调速在钢厂铸造起重机上的应用    陶维真;张毅;

交流变频调速的发展和应用    王占奎;

石家庄市供水总公司水厂变频调速技术应用    刘礼玮;李永娣;

细纱变频调速的开发与应用    缪定蜀;

变频调速对普通三相异步电动机性能的影响    陈玉红;贾永斌;

变频调速为冶金企业带来经济效益    王占奎;

变频调速在工业炉窑应用中的技术对策    李培明;

变频器在高炉冲渣系统中的应用及节能分析    赵峰;边俊青;孙立亭;

变频调速应用于转炉烟气回收的节能分析    张建平;

PLC在恒压供水系统中的应用    李玮;赵英宝;刘朝英;

江南阀门再创佳绩    

浅谈风机水泵的变频调速    沈继新

井下大功率提升机隔爆变频调速电控装置通过专家评审    张福怀

两种变频调速功率模块简介    山东 朱强 乔淑梅

九江石化：应用变频调速节能降耗    汪学峰

电动机的变频调速    上海 苏成富

滑差电机调速性能分析与改变频调速方法    江西 陶波

井下大功率隔爆技术达国际水平    张福怀

全国变频调速标委会成立 专用变频等6项技术国标制定启动    MEB 记者 马亮

变频调速节能降耗在石化行业的应用    江西 汪学峰

小型电动机变频调速系统集成技术研究    胡长生

异步电机变频调速节能控制运行研究    林友杰

多相永磁同步电动机调速系统控制方法的研究    欧阳红林

异步电机的高性能变频调速控制策略及系统实现研究    曲永印

变频调速数控机床运行过程能量特性及节能技术研究    施金良

变频驱动异步电动机最小损耗快速响应控制研究    崔纳新

液压缸直接驱动盾构刀盘系统结构优化及控制研究    王化更

交流变频驱动系统关键技术及应用研究    王庆义

油田注水系统智能优化方法研究    杨建军

多电平六相同步电机变频调速全数字控制技术研究    姚文熙

门座起重机交流变频调速系统设计与实现    罗东焕

基于PLC的变频调速恒压供水系统研究    顾跃

PWM电压型变频器死区效应理论分析和补偿策略及仿真    刘亮

电动潜油螺杆泵采油系统控制技术的研究    梁铁坤

电液伺服阀计算机辅助测试    卢荣福

基于DCS的海洋平台水处理计算机控制系统    王素珍

变频调速系统监控网络的开发    李海波

无刷双馈电机变频调速系统的研究    刘晓鹏

包头第三热电厂一次风机变频改造的研究与应用    纪煜

300MW火电机组凝结水泵变频调速系统的应用研究    王鸿茹