1 Lscs電機節能控制器工作原理 LSCS電機節能控制器特別適合于水泵的控制，它由西門子MICROMASTER430變頻器以及壓力變送器、壓力控制器、三菱接觸器等組成信號及功率控制閉環同路（原理如圖l所示，其中虛線內為節能控制器的組成部分）。MICROMASTER430變頻器是用于控制三相交流電動機速度的變頻器系列，特別適臺于水泵驅動，額定功率范圍7.5～250 kW，是節能控制器的核心部件，本次改造選用變頻器額定功率為160kW。壓力變送器安裝在供水干管上，在壓力控制器內預先設置生產工藝需要的壓力值。壓力信號由壓力變送器檢測后，傳送至壓力控制器，與壓力控制器內的設定值相比較后，送入變頻器，變頻器根據輸入信號的大小自動調節輸出頻率來控制電動機轉速的變化。 2生產水泵及生產水管網存在的主要問題 生產水泵有3臺，分別為B02A、B02B和B02C，配套電動機功率為160kW，平時開兩各。采用直接起動方式，額定運行電流為296A，盡管采用空載起動后再打開進出水閥門，但啟動電流仍達到l 200A以上，會對電動機接觸器觸點絕緣及泵體結構部件造成嚴重損害影響。 生產干管供水設計壓力大于0.4MPa，乙二酸裝置和脫鹽水站是兩個用水大戶，自1999年起，乙二酸裝置采用冷水泵B06A、B獨立供水后，生產水管網用水量大幅減少。單臺生產水泵額定流量為735m3/H，而實際管網用水量還不足400m3/h，造成管網壓力超高，干管壓力在0.55～0.65MPa之間波動，脫鹽水站正常壓力要求為0.45MPa，而實際水壓在0.50～0.60 MPa之間。因此長期以來生產水管網壓力超高形成“大馬拉小車”局面，能量浪費嚴重。 3生產水泵的改造 針對生產水泵及生產管網存在的問題，決定采用LSCS電機節能控制器對生產水泵B02A進行改造，改造的目的是降低生產管網壓力，同時降低能量損耗。電機節能控制器能夠根據壓力控制器內預先壓力設定值和生產管網實際壓力的變化自動調節生產水泵的輸出以保持管網壓力的恒定。改造后的B01A電動機接線如圖2所示，虛線內為節能控制器接線圖。 3．1 LSCS節能控制器的運行方式 1）節能運行選擇開關K3接通，且與20點連接的K5接通，與KM1輔助常閉觸點連接的K5斷開，變頻器輸出端KMI接觸器閉合接通電動機，KMI的輔助常開觸點閉合起動變頻器，即保證輸出接通才能起動運行。 2）市電運行當選擇開關K5市電位置閉合，接通KM2接觸器線圈回路，此時與20點連接的K5是斷開的，變頻器不能起動，KM1不能吸合，KM2吸合接通電動機運行。 3）故障轉旁路市電運行。18～20點是變頻器內部繼電器，20點是公共點，19是常開點，18是常閉點。當變頻器診斷到缺相、過流或內部其他故障時停止輸 出，19點即可斷電，18點得電，u、v、w無輸出，KMI自動延時約l s斷開，既停止輸出在前，KM1斷開在后，中間繼電器KA2吸臺，KM2等KA2吸合及KMI復位才吸合，KM2得電吸合要20ms左右，因此不會造成變頻器輸出與旁路同時接通的情況發生。 3.2信號方式 壓力信號給定：根據壓力控制器給定壓力值與實際測量值比較，自動調節電機轉速即流量。 3．3可靠性 下限流量值控制：將節能運行的下限頻率設定在35Hz，保證即便是給定信號丟失最低控制流量為70％。 3．4調試 在正式接入水泵電動機調試前，先在節能控制器輸出端接一10 kW電動機進行試驗，使其在節能方式和市電方式下均運行正常，然后拆除10 kW電動機，接入水泵電動機。使節能控制器先后處于節能和市電兩種方式下，由工藝操作人員在現場進行空載起動和停止，均正常后，使水泵帶負荷進行試車。 試運行前先把正在運行的生產泵B02B的出口閥關小，把管網壓力調至稍小于設定值，然后起動B02A，待運行穩定后調小B02B出口閥，使B02A加上負荷。B02B出口閥開度按50％、30％、20％、10％、5％逐漸關小，每2 h操作一次，觀察各測點參數變化，最后停運B02B，讓B02A帶全部生產負荷，進行24 h試運行。試運行符合要求后，正式投入運行。 4改造后系統特點 4．1主要工藝參數比較（如附表） 改造前管道壓力超高，改造后壓力降至正常生產范圍，干管壓力恒定，泵輸出與生產負荷匹配，生產水管網壓力穩定，有利于正常生產。 4．2軟起動功能 采用節能控制器控制后，具有軟起動功能，保證電動機連續平滑地起動，消除了常規起動方式下產生的機械沖擊和大起動電流，延長了電動機的壽命，減少電動機運行成本，并對水泵系統使用壽命及故障起到很好的改善作用，降低維修成本。 4．3旁路功能 具有完善的旁路功能，保證了節能控制器有故障時，電動機依然正常運行而不影響生產。 5經濟效益分析 水泵負載率按平均80％，年平均運行4臺，運行24 h，每年運行360天，節電率按40％計算，電價為0.5元/KW•h。 1）節電工程總投資額為687 000元。 2）不采用節電器水泵年用電量為 4臺x160kWx80％x24x360天=4423680kW•H 年電費=年用電量×電價 4423 680 kW•h×0.5元/kW•h=2 21l 840元 3）采用3臺節電器 年節省用電量為 3/4×4423 680kW•h×40％=1 327 104kW-h 年節省電費為 1327104kW•h×0.5元/kW h=663 552元 4）投資回周期 總投資額/年節省電費=687 000）元/663 552元=1.04年 以上計算只是近期經濟效益，隨著公司生產規模的擴大其節能效果將更加顯著。