1 引言

　　惠陽自來水公司某水廠使用3臺芬蘭abb公司生產(chǎn)的sami1370f690型變頻器控制3套水泵機組調(diào)速供水，其中1#水泵機組與2#、3#水泵機組不同之處在于1#水泵機組加裝了節(jié)能裝置自動控制1#水泵機組運行，而2#、3#水泵機組直接由變頻器控制運行。通常情況下，在凌晨期間用水量最少為供水低谷，此時特適合開1#變頻器控制1#水泵機組運行。因此，在1#水泵機組加裝了節(jié)能裝置后，通過根據(jù)用水量的需要合理調(diào)度1#~3#水泵機組運行，運行2年比沒裝節(jié)能裝置已節(jié)約電費130萬元。

　　變頻器自1999年1月投入使用以來運行還是可靠的，但也發(fā)生過一些故障，原進口的半導(dǎo)體主功率元件和控制電路板配件已基本更換完畢。由于該類變頻器為上世紀(jì)90年代初產(chǎn)品，現(xiàn)在早已更新?lián)Q代，因此維修配件（特別是控制電路板）短缺，導(dǎo)致變頻器發(fā)生故障時難以及時修復(fù)，而送到生產(chǎn)廠家維修一是所需時間較長，二是價格昂貴，因此變頻器故障是影響送水泵房組供水的主要原因之一（惠陽水司某水廠1#變頻器因控制電路板發(fā)生故障缺配件已有月余至今停止運行導(dǎo)致不能開1#水泵機組供水）。針對此問題，本人提出的解決方案有二：方案一是在2臺變頻器之間加裝轉(zhuǎn)換柜，利用任1臺變頻器分別控制2臺水泵機組電動機。當(dāng)1臺變頻器或水泵機組發(fā)生故障時，只要啟動轉(zhuǎn)換柜和另1臺變頻器就可及時恢復(fù)供水。在損壞功率元件難以及時修復(fù)的情況下，可集中2臺變頻器的功率元件供給1臺變頻器使用，同時有較寬裕的時間修復(fù)故障變頻器。應(yīng)用該方案，不但在經(jīng)濟上投資較少（約需8萬元），而且可使因變頻器或水泵機組發(fā)生故障所造成停止供水的影響為最小。方案二是用國產(chǎn)的1臺變頻器（例如北京利德華福電氣技術(shù)有限公司的大功率變頻器）和3臺電動機（例如湘潭電機廠的高壓電動機）替代進口變頻器和電動機，應(yīng)用1臺國產(chǎn)變頻器控制3臺水泵機組電動機。該方案需投資約190萬元（其中更換1臺變頻器需資金約110萬元，更換3臺高壓電動機需資金約80萬元），目前國產(chǎn)的大容量高壓變頻器在技術(shù)上已達到世界先進水平，具有電流小、主元件模塊化、可靠性高、維護方便、造價低（較進口而言）等特點，隨著我國變頻器技術(shù)的不斷進步，應(yīng)用該方案進行技術(shù)改造將是一種發(fā)展趨勢。基于經(jīng)濟上考慮，現(xiàn)僅將第一方案介紹如下。

2 變頻器轉(zhuǎn)換柜的基本接構(gòu)

　　變頻器轉(zhuǎn)換柜的基本結(jié)構(gòu)為，在3臺配電柜內(nèi)裝有3臺hd13-1500a/31型刀開關(guān)、5臺ckj15-1500/3型真空接觸器和所配套的控制設(shè)備，通過2×yjv-1kv-3×300的電力電纜將2臺變頻器的出線柜連接起來（詳見附圖的變頻器轉(zhuǎn)換柜一次接線圖）。

3 變頻器轉(zhuǎn)換柜的功能和工作原理

　　3.1 變頻器轉(zhuǎn)換柜的基本功能

　　當(dāng)變頻器b或變頻器a發(fā)生故障停止運行時，經(jīng)轉(zhuǎn)換柜的切換，在保證設(shè)備安全的前提下，利用變頻器a或變頻器b分別拖動電動機mb或電動機ma運行如附圖所示。

　　3.2 變頻器轉(zhuǎn)換柜幾種運行方式的工作原理

　　（1） 變頻器a拖動電動機mb運行

　　合上刀開關(guān)qka，分別按下變頻器轉(zhuǎn)換柜門上的啟動按鈕，合上接觸器kma1、kmc和kmb2（接觸器kma2和kmb1在斷開位置），此時，啟動變頻器a可拖動電動機mb運行。停機時，按下相應(yīng)的停止按鈕即可。

　　（2） 變頻器b拖動電動機ma運行

　　合上刀開關(guān)qkb，分別按下變頻器轉(zhuǎn)換柜門上的啟動按鈕，合上接觸器kmb1、kmc和kma2（接觸器kma1和kmb2在斷開位置），此時，啟動變頻器b可拖動電動機ma運行。

　　（3） 變頻器a、變頻器b分別單獨運行或同時運行。

　　變頻器a單獨運行。合上刀開關(guān)qka，分別按下變頻器轉(zhuǎn)換柜門上的啟動按鈕，合上接觸器kma1和kma2（接觸器kmc在斷開位置），此時，啟動變頻器a可拖動電動機ma運行。

　　變頻器b單獨運行。合上刀開關(guān)qkb，分別按下變頻器轉(zhuǎn)換柜門上的啟動按鈕，合上接觸器kmb1和kmb2（接觸器kmc在斷開位置），此時，啟動變頻器b可拖動電動機mb運行。

　　變頻器a、變頻器b同時運行。合上刀開關(guān)qka，分別按下變頻器轉(zhuǎn)換柜門上的啟動按鈕，合上接觸器kma1和kma2（接觸器kmc在斷開位置），此時，啟動變頻器a可拖動電動機ma運行。合上刀開關(guān)qkb，分別按下變頻器轉(zhuǎn)換柜門上的啟動按鈕，合上接觸器kmb1和kmb2（接觸器kmc在斷開位置），此時，啟動變頻器b可拖動電動機mb運行。

　　3.3 變頻器轉(zhuǎn)換柜的安全互鎖

　　在轉(zhuǎn)換柜的控制回路中，通過相關(guān)接觸器的輔助觸頭和轉(zhuǎn)換開關(guān)sa進行電氣安全互鎖，可確保變頻器a、b在運行中每次只能拖動1臺水泵機組電動機，相互不發(fā)生影響（詳見轉(zhuǎn)換柜二次接線圖）。

　　（1） 變頻器a拖動電動機mb運行時，轉(zhuǎn)換開關(guān)sa處于左45°位置，

　　sa的③、④觸頭為斷開;通過接觸器kmc的常閉觸頭kmc-4在接觸器kmc合閘時的斷開，使接觸器kmb1不能合閘，另外接觸器kmc須接觸器kma2在分閘位置才能合閘，從而確保變頻器a、b在運行中不相互影響。

　　（2）變頻器b拖動電動機ma運行時，轉(zhuǎn)換開關(guān)sa處于右45°位置，sa的①、②觸頭為斷開;通過接觸器kmc的常閉觸頭kmc-2在接觸器kmc合閘時的斷開，使接觸器kma1不能合閘，另外接觸器kmc須接觸器kmb2在分閘位置才能合閘，從而確保變頻器a、b在運行中不相互影響。

　　（3） 變頻器a、變頻器b分別單獨運行或同時運行時，轉(zhuǎn)換開關(guān)sa處于中間位置，sa的觸頭均為斷開;通過將接觸器kma1-2、kmb1-2、kma2-2、kmb2-2的常閉觸頭串聯(lián)在接觸器kmc合閘回路中，使接觸器kmc不能合閘， 從而確保變頻器a、b在運行中不相互影響。

　　（4）在轉(zhuǎn)換開關(guān)sa處于左45°、右45°位置，分別需要kma1、kmb1、kmc合閘時，可利用轉(zhuǎn)換開關(guān)sa觸頭的閉合來代替斷開的接觸器的輔助觸頭接通其合閘回路。