1、概述
1．1能源形勢與節(jié)能
能源短缺和環(huán)境污染是人類當前共同面臨的世紀性難題。試驗變壓器據統(tǒng)計已探明石油儲量只夠使用30～50年。我國自然資源總量排*七位，能源資源總量約4萬億噸標準煤，居*三位，但我國人口眾多，能源資源相對匱乏。
隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進程的加快，石油需求將呈強勁增長態(tài)勢。試驗變壓器如不采取積極有效的措施，到2020年，我國對石油市場的依存度將達到50％左右。除石油資源外，一些重要礦產資源不足的矛盾日益突出，某些重要原材料長期需要進口。因此要解決資源戰(zhàn)略問題，必須大力開展能源節(jié)約與資源綜合利用。
電力資源是資源戰(zhàn)略問題中的重中之重，試驗變壓器是國民經濟和社會發(fā)展的重要基礎。電力建設周期長，必須立足當前，著眼長遠。電力項目建設對自然資源開發(fā)和生態(tài)環(huán)境影響較大。面對經濟和社會發(fā)展巨大的電力需求，在加快開發(fā)和建設的同時，要抓好節(jié)約，提率，保護環(huán)境。當前，重點是要大力宣傳、倡導企業(yè)、單位和居民采用先進的用電技術和節(jié)能、節(jié)水設備。通過技術進步，逐步提高電力利用效率，節(jié)省有限的自然資源，保護環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
“十一五”規(guī)劃建設目標的一個重要特點是，試驗變壓器從產出方面提出了目標要求，人均GDP翻一番，同時也提出另外一個約束性非常強的指標，單位GDP能耗要比“十五”期末降低20％。而實現(xiàn)單位GDP能耗下降20％的主要途徑有三個，包括結構節(jié)能、推進技術節(jié)能及管理節(jié)能。可以看出節(jié)能已成為一項政府行為，也是十一五規(guī)劃的工作重點之一。
而作為我國在電力方面重點推廣的試驗變壓器節(jié)能技術之一的大功率節(jié)能控制系統(tǒng)調速技術，對于節(jié)能方面有著明顯的效果。我國高壓電動機總容量在1.5億千瓦以上（不包括低壓電動機），大部分為風機/水泵泵類負載，它們大多工作在高能耗、試驗變壓器低效率狀態(tài)。覆蓋電力、石油、化工、冶金、制造、環(huán)保、市政等行業(yè)，其耗電量占全國總用電量的25％左右。而水泵和風機/水泵的一個特點是負載轉矩與轉速的平方成正比，軸功率與轉速的立方成正比。如可根據所需的流量調節(jié)轉速，就可獲得很好的節(jié)電效果，一般可節(jié)電20％～50％。
目前我國大型異步電動機應用節(jié)能控制系統(tǒng)調速剛剛起步，但國外已經廣泛使用，而且隨著電力電子器件的發(fā)展，高壓節(jié)能控制系統(tǒng)裝置的型式多種多樣。試驗變壓器通過他們長期的運行實踐可以發(fā)現(xiàn)：應用大功率節(jié)能控制系統(tǒng)調速系統(tǒng)的經濟效益良好、其可靠性也可以得到保證。節(jié)能控制系統(tǒng)調速以其優(yōu)異的調速、起動和制動性能、率、高功率因數(shù)、良好的節(jié)電效果及廣泛的適用范圍等優(yōu)點被國內外*為是zui有發(fā)展前途的調速方式。

1．2科創(chuàng)力源電子公司簡介
深圳市科創(chuàng)力源電子有限公司是深圳市高新技術企業(yè)；試驗變壓器是中國電器工業(yè)協(xié)會節(jié)能控制系統(tǒng)器分會理事單位；是擁有自主知識產權，已成為年產2萬余臺低、中、高壓節(jié)能控制系統(tǒng)器的專業(yè)廠家。微能公司積二十余年節(jié)能控制系統(tǒng)器設計、生產經驗；基于對電機控制理論的透徹了解、電力電子和微電子技術的純熟掌握、微處理技術的融會貫通；試驗變壓器相繼推出了不同控制方式（恒V/F、矢量），不同運行方式（二、四象限）、不同主回路結構型式（二電平、三電平、多電平）的*節(jié)能控制系統(tǒng)器系列產品以及電鍍、高頻加熱等電源產品。基于節(jié)能控制系統(tǒng)技術的電機及電源節(jié)能系統(tǒng)產品已逐漸成為公司的主業(yè)，并均已廣泛應用于能源、冶金、石油、化工、建材、塑料、紡織、暖通、供水、造紙、印刷等傳動領域。
公司現(xiàn)有從業(yè)人員80%以上為大專以上學歷，具有豐富的節(jié)能控制系統(tǒng)器開發(fā)、設計、生產經驗。我們充分體會到廣大客戶對高性能、高可靠性、低成本節(jié)試驗變壓器能控制系統(tǒng)類產品的強烈需求，同時也充分認識到節(jié)能控制系統(tǒng)技術為主的高科技產業(yè)將給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來的巨大變革和對社會物質文明產生的巨大推動?；谖覀冮L期積淀的電機控制技術并結合油田的應用實踐，針對注塑、空氣壓縮、油田采油等耗能大戶節(jié)能的迫切要求，開發(fā)生產了試驗變壓器的節(jié)能產品；針對礦山、石化等行業(yè)的特殊環(huán)境用途的需求，還開發(fā)了額定電壓為660～1140V的中壓節(jié)能控制系統(tǒng)節(jié)能系列傳動產品，該產品還可按用戶要求訂制防爆機種。針對驅動大型風機/水泵、泵類負載的高壓電動機主力研發(fā)生產了1.5～10kV高壓節(jié)能控制系統(tǒng)節(jié)能系列傳動產品。該產品*深圳空白，它已使微能公司成為深圳高壓節(jié)能控制系統(tǒng)節(jié)能產品的專業(yè)生產廠家。試驗變壓器上述調速產品的應用可為用戶帶來了尤為可觀的節(jié)能效果和非常顯著的經濟效益。基于這樣一支有凝聚力、有能力的隊伍，科創(chuàng)力源電子將開發(fā)制造中國*的節(jié)能控制系統(tǒng)器為己任，并立志為之不懈努力。
“工欲善其事，必先利其器”。公司為開發(fā)、生產、服務人員配備了先進、完備的設備，按照ISO9001:2000質量管理體系，為企業(yè)制定了一套行之有效的管理制度，確保在關注每個細節(jié)的前提下為生產產品提供保障。
市場靠服務來維系與發(fā)展是當今市場經濟時代眾多有識之士的共識。試驗變壓器但微能公司的服務不僅僅局限在自身產品的維護；更注重于制造高可靠性、專業(yè)性的產品，諸如注塑機、抽油機、空壓機、風機/水泵泵類以及高壓節(jié)能系統(tǒng)的研發(fā)和應用；在節(jié)能、試驗變壓器工藝改進等應用領域提供增值服務。的服務和過硬的品質是客戶效益的保證，廣大客戶是我們企業(yè)活力的源泉，至高無上的信譽是我們的生命。
我們的宗旨是以信譽吸引客戶，以服務贏得客戶，以品質回報客戶。
我們堅信：朝氣蓬勃、團結奮進的科創(chuàng)力源電子全體員工，一定會為社會的發(fā)展、民族的復興做出應有的貢獻。
深圳市科創(chuàng)力源電子有限公司有著完善的管理機制
質量管理： 嚴格按照ISO9001:2000質量管理體系進行管理
質量方針： 用先進的管理提升品質，用唯美的思想滿足客戶
*： 品質保障承諾
因產品本身質量問題自出貨之日起：（國內用戶） 一個月內包退，三個月包換，十二個月內包修，（國外客戶）六個月內包修；
本公司所有產品均享受終身有償服務。
市場管理：嚴格執(zhí)行代理制，保護經銷商、代理商利益
定期為經銷商、代理商舉辦技術培訓活動
定期召開合作伙伴懇試驗變壓器談會，建立健全的緊密合作關系
公司在國內外所設的辦事機構只提供客戶服務及，不從事任何銷售活動
有能力的代理商可被委托為該地區(qū)的客戶服務網點
1．3深圳市科創(chuàng)力源電子有限公司產品匯總如下:
◆高壓節(jié)能控制系統(tǒng)
--CMT-HV-_ T30 3kV 315～1250kW
--CMT-HV-_ T60 6kV 315～5000kW
--CMT-HV-_ T100 10kV 315～8000kW
◆標準型 CM100（P,T,H）-T4 380V 1.5～400kW
◆強功能型 CM100（P）-T4 380V 1.5～1000kW
◆高性能型
--CM100-T4 380V 1.5～1000kW
--CM100-T6 660～690V 37～710kW
◆強功能高性能型 CM100V-T11 1140V 75～630kW
◆能量回饋型四象限 CM100-E-T4 380V 18～75kW
◆抽油機智能節(jié)能系統(tǒng) CM100-PSS 380V 18～75kW
◆空壓機節(jié)能柜 CM100-C-T4 380V 18～1000kW
◆注塑機節(jié)能系統(tǒng) CM100-I 380V 15～132kW
◆能量回饋制動單元 CM100-U-PFB 380V 40A～80A
◆電阻耗能制動單元 CM100-U-RDB 380V 40A/70A/140A
◆電鍍電源 CM100-EP 6～48V 600～4000A
◆經濟簡易型 CM100-L 系列
1．4 CMT-HV/CM100系列節(jié)能控制系統(tǒng)調速系統(tǒng)產品應用
深圳市科創(chuàng)力源電子有限公司推出的新一代高性能CMT-HV系列高壓節(jié)能控制系統(tǒng)調速系統(tǒng)是一種集大功率電力電子技術、高電壓技術、光電通信技術、微電子技術、自動化控制技術等為一體的高新技術產品，可應用于多種領域，在各種復雜場合試驗變壓器均能滿足高壓電機的節(jié)能控制系統(tǒng)調速及節(jié)能的要求。該產品通過正弦波脈寬調制，采用變壓器隔離的多重化技術，輸出采用單元移相串聯(lián)的直接高壓方式，直接帶動高壓電機，具有對電網污染小、輸出諧波小的優(yōu)良特性，各項技術指標嚴格符合相應標準zui嚴酷要求，無需額外加裝濾波裝置即可適配各種電機，用戶采用CMT-HV系列高壓節(jié)能控制系統(tǒng)調速系統(tǒng)時無需更換原有電機。
我公司所研發(fā)的CMT-HV型高壓節(jié)能控制系統(tǒng)調速系統(tǒng)，在全國各地電廠、冶金、石化、建材、市政給水等行業(yè)得到了廣泛的應用，產品應用地域覆蓋了全國十多個省份，產品運行穩(wěn)定，并取得了較好的節(jié)能效果。
CMT-HV/CM100系列高壓節(jié)能控制系統(tǒng)調速系統(tǒng)的主要應對象為風機/水泵、泵類等通過調速控制大量節(jié)能的負載場合，具體應用如下：
火力發(fā)電：引風機/水泵、送風機/水泵、吸塵風機/水泵、壓縮機、給水泵、灰漿泵等。
冶金采礦：引風機/水泵、通風風機/水泵、試驗變壓器吸塵風機/水泵、泥漿泵、除垢泵、離心進料泵等。
石油化工：引風機/水泵、氣體壓縮機、注水泵、潛油泵、主管道泵、鍋爐給水泵、鹵水泵、混合器、擠壓器等。
水泥制造：窯爐引風機/水泵、生料研磨引風機/水泵、壓力送風機/水泵、主吸塵風機/水泵、冷卻器吸塵風機/水泵、冷卻器排風機/水泵、預熱塔風機/水泵、分選器風機/水泵、窯爐供氣風機/水泵等。
供水、污水處理：污水泵、清水泵、凈化泵、試驗變壓器生物粗處理塔泵、送氧鼓風機/水泵等。
其他：傳動機械裝置、風力渦輪機、風洞等。
我們將不斷努力，遵循“信譽吸引客戶，以服務贏得客戶，以品質回報客戶”的企業(yè)精神，創(chuàng)造更好的技術，奉獻更好的產品，提供更加周到的服務，與您一起為節(jié)能控制系統(tǒng)調速技術和節(jié)能事業(yè)做出更大的貢獻。

2、 項目介紹
2.1改造項目介紹
離心風機/水泵、離心水泵、真空水泵,
2.2運行工況介紹
風機/水泵水泵數(shù)據調查表
負載類別 風機/水泵水泵名稱 額定功率（kW） 額定電壓（kV） 額定電流（A） 運行電流（A） 額定揚程/壓力/流量 實際揚程/壓力/流量 功率因數(shù) 風門/閥門或閥門開度
恒轉矩 真空泵 132 380 348 167 - %
主泵 22 380 44.8 29 %
風機/水泵 30 380 57.6 25 %
負載類別 風機/水泵試驗變壓器水泵名稱 額定功率（kW） 額定電壓（kV） 額定電流（A） 運行電流（A） 減速比例 負載變化持續(xù)時間 電機極數(shù) 額定負載重量
恒功率 皮帶機 22 380 42.4 27
2．3運行工況分析
在實際運行時，由于采用擋板/閥門調節(jié)，大部分的試驗變壓器能量都被消耗在擋板/閥門上了，且擋板/閥門的開度越小則耗能就更多。在一般情況下 ，采用擋板/閥門調節(jié)的風機/水泵其實際消耗功率與風量大致成正比，與風門/閥門的開度也大致成正比，從上述工況中的風門/閥門開度及電流參數(shù)也可以看出這一點。
對運行情況進行分析，可以得出一下兩點：
（1） 風機/水泵實際風量約為額定風量的一部分，風機/水泵遠離額定點運行，其實際運行效率很低。
（2） 由于擋板/閥門的存在，擋板/閥門前后存在壓差，消耗了很大一部分能量。
所以可以從以上兩個方面改善其運行工況，減小損耗，達到節(jié)能的目的。
2.4改造建議
擋板/閥門這種調節(jié)方式雖然簡單易行，已成習慣，試驗變壓器但它是以增加管網損耗，耗費大量能源為代價的。對于大功率電機，耗能則更大。當采用變轉速調節(jié)時，其效率zui高，因為風量隨轉速的一次方下降，而其軸功率則按轉速的三次方規(guī)律下降，而目前性能*的調速方式則是上*的交流節(jié)能控制系統(tǒng)調速技術。
3、節(jié)能控制系統(tǒng)改造的節(jié)能分析
3．1節(jié)能控制系統(tǒng)調速節(jié)能原理
從流體力學的原理得知，使用感應電機驅動的風機/水泵，軸功率P與風量Q，風壓H的關系為：
當電動機的轉速由n1變化到n2時, Q、 H、 P與轉速的關系如下:
（1）
（2）
= （3）
可見風量Q和電機的轉速n是成正比關系的，試驗變壓器而所需的軸功率P與轉速的立方成正比關系。所以當需要80％的額定風量時，通過調節(jié)電機的轉速至額定轉速的80％，即調節(jié)頻率到40赫茲即可，這時所需功率將僅為原來的51.2％。
如下圖所示，從風機/水泵的運行曲線圖來分析采用節(jié)能控制系統(tǒng)調速后的節(jié)能效果。

圖3－1 風機/水泵的運行曲線
當所需風量從Q1減小到Q2時，如果采用調節(jié)風門/閥門的辦法，管網阻力將會增加，管網特性曲線上移，系統(tǒng)的運行工況點從A點變到新的運行工況點B點試驗變壓器運行，所需軸功率P2與面積H2×Q2成正比；如果采用調速控制方式，風機/水泵轉速由n1下降到n2，其管網特性并不發(fā)生改變，但風機/水泵的特性曲線將下移，因此其運行工況點由A點移至C點。此時所需軸功率P3與面積HB×Q2成正比。從理論上分析，所節(jié)約的軸功率Delt（P）與（H2-HB）×（C-B）的面積成正比。
考慮減速后效率下降和調速裝置的附加損耗，通過實踐的統(tǒng)計，風機/水泵類通過調速控制可節(jié)能 20％～50％。
3.2節(jié)能控制系統(tǒng)改造節(jié)能分析
改造前工頻運行功率計算公式

其中： ——電機電壓，kV；
——電機電流，A；
——單一負荷下工頻運行功率， ；
——單一負荷下運行功率因數(shù)，小于額定功率因數(shù)。

其中： ——全年平均運行時間， ；
——單一負荷下的運行功率， ；
——這種負荷下的全年運行時間比例；
——改造前總耗電量， 。
改造后節(jié)能控制系統(tǒng)運行預計功率計算公式：
利用公式： 計算出 的比。
其中： ——工頻運行功率，KW；
——額定軸功率，KW；
——運行工況與額定工況下的效率、壓力比，小功率電機取1，大功率電機取0.9
根據改造風量不變的原則，有 ，其中 為改造后的風量。所以 。再根據 ，即 計算出 。其中 是節(jié)能控制系統(tǒng)改造后預計運行功率，η為節(jié)能控制系統(tǒng)裝置的效率。

其中 ——改造后總耗電量， 。
3．3離心風機/水泵節(jié)能分析
根據風機/水泵的運行特性，由于現(xiàn)場情況是風門/閥門100%全開，而運行電流才150A，未達到額定電流，電機運行效率只有60%左右。如果運行用試驗變壓器節(jié)能控制系統(tǒng)器來提高電機的運行效率，勢必會影響風量，因此，在風門/閥門全開的情況下，利用節(jié)能控制系統(tǒng)器雖然可以提高功率因素，但是勢必要影響風量。建議采用功率適當?shù)碾姍C或者采用降壓的方式來對此種狀況節(jié)能改造。
3．4節(jié)能控制系統(tǒng)調速其他附加好處
1） 網側功率因數(shù)提高：原電機直接由工頻驅動時，滿載時功率因數(shù)為0.85左右，實際運行功率因數(shù)遠低于0.8。采用節(jié)能控制系統(tǒng)調速系統(tǒng)后，電源側的功率因數(shù)可提高到0.9以上，無需無功補償裝置就能大大的減少無功功率，滿足電網要求，可進一步節(jié)約上游設備的運行費用。
2） 設備運行與維護費用下降：采用節(jié)能控制系統(tǒng)試驗變壓器調節(jié)后，由于通過調節(jié)電機轉速實現(xiàn)節(jié)能，在負荷率較低時，電機、風機/水泵轉速也降低，主設備及相應輔助設備如軸承等磨損較前減輕，維護周期可加長，設備運行壽命延長；并且節(jié)能控制系統(tǒng)改造后風門/閥門開度可達100％，運行中不承受壓力，可顯著減少風門/閥門的維護量。節(jié)能控制系統(tǒng)器運行中，只需定期對節(jié)能控制系統(tǒng)器除塵，不用停機，保證了生產的連續(xù)性。隨著生產的需要，調節(jié)風機/水泵的轉速，進而調節(jié)風機/水泵風量，既滿足生產工藝的要求，工作強度又大大降低。采用節(jié)能控制系統(tǒng)技術調速后，減少了機械磨損，維護工作量降低，檢修費用下降。
3） 用節(jié)能控制系統(tǒng)調速裝置后，可對電機實現(xiàn)軟啟動，啟動時電流不超過電機額定電流的1.2倍，對電網無任何沖擊，電機使用壽命延長。在整個運行范圍內，電機可保證運行平穩(wěn)，損耗減小，溫升正常。風機/水泵啟動時的噪音和啟動電流非常小，無任何異常振動和噪音。
4） 與原來舊系統(tǒng)相比較，節(jié)能控制系統(tǒng)器具有過流、短路、過壓、欠壓、缺相、溫升等多項保護功能，更完善地保護了電機。
5） 操作簡單，運行方便?？赏ㄟ^計算機遠程給定風量或壓力等參數(shù)，實現(xiàn)智能調節(jié)。
6） 適應電網電壓波動能力強，電壓工作范圍寬，電網電壓在-15%～+10%之間波動時，系統(tǒng)均可正常運行。