摘要：区域换热站的控制调节发展方向是智能化，应用变频器实现对水泵的远程控制是实现智能化的一个关键环节。本文主要研究变频器的加减速时间功能应用对运行安全的影响及应对。
关键词：加、减速时间 过电流 过电压 过流报警 水击 运行安全
Abstract：The development direction of control and regulation of regional heating stations is intellectualization. The application of frequency converter to realize remote control of water pump is a key link to realize intellectualization.This paper mainly studies the influence of acceleration and deceleration time function of frequency converter on operation safety and its countermeasures.
Keywords：the acceleration and deceleration time over current overvoltage over-current alarm Water hammer run security
一、区域换热站发展前景及隐患
随着我国经济的迅速发展，科技水平显著提升，智能化走进各行各业，自动化技术得到了广泛应用。热力行业顺应时代的潮流，由传统的高强度劳动作业开始逐步转变为自动化控制，区域换热站实施自动化建设或改造，设备由人工启停、调节转变为智能化，减少了传统手动操作的不便、操作失误等问题，降低了生产成本等，提高了生产效率。
区域换热站实施智能化运行后，其中循环泵作为核心设备，都普遍采用变频器控制，连接上位机后，可根据系统运行工况自动启停、调节；在应用中，区域换热站采取均温控制，由于冬季环境温度多变且管网都存在水力调节难现象，还要保证供热质量，又能节能降耗、提高生产效率，所以循环泵运行为了能够满足这些条件，需要通过变频器动态变化控制频率改变循环泵工况，而在实际应用中发现变频器频率变化频繁或幅度大时，会发生循环泵停运、变频器报电机过电流、过电压故障现象，产生此故障的一个重要原因就是变频器加减速时间不恰当引起，这也是换热站智能化后的隐患之一，因此如何设定变频器加减速时间就成为实际工作中必须要解决的一个问题。
二、加、减速时间的定义
加速时间是指变频器的输出频率从0Hz上升到最大值所需的时间（线性方式，图1）；减速时间是指变频器的输出频率从最大值下降到0Hz所需的时间（线性方式，图2）。加减速时间过长或过短对水泵本身和它的启动运行都有一定的影响；同时，水泵电动机本身的惯性大小对变频器加减速时间的设定也有一定的要求。
图1 加速时间
图2 减速时间
三、加、减速过程发生故障的原因
加速时频率上升，同步转速随即上升，但电动机转子因有惯性而不能立即达到相同转速，导致同步转速与转子转速的转差增大，会引起加速电流的增大。如果加速时间过短，即频率上升过快，电流可能超出限值使得变频器过电流保护停机 [1]。
减速时频率下降，同步转速立即下降，但由于电动机具有惯性，转子的转速不能立即下降，于是转子的转速超过了同步转速，此时电动机处于发电机状态（再生制动状态）。如果减速时间过短，频率下降的太快，会引起再生电流的增大和直流回路中电压的升高，当超过限值时将导致变频器因过电流或过电压而跳闸[2]。同时，由于减速时间过短，电动机急停，管道内水的流速会发生突然变化，由于惯性和压缩性，引起管道内水压发生反复的、急剧的周期性变化，甚至会产生为水击或水锤。发生水击现象时，管道内压力会有一个急剧的升高，其数值可能达到正常工作压力的几十甚至几万倍，从而可能对管道系统或水泵造成破坏，导致事故的发生。
四、设置加减速时间的方法
少数变频器具有【最佳化加减速选择】功能（如台达VFD-B变频器），启用此功能后，变频器能自动调试加减速，自动侦测负载的转矩大小，会自动以最快的加速时间以及最平滑的启动电流，加速运转至所设定的最大频率；在减速时可自动判断负载的回生能量，于平滑的前提下自动以最快的减速时间平稳地让电动机停止运转[3]。
由于大部分变频器并不具备此功能，因此需根据实际情况设定加减速时间。在实际水泵调试、运行时，可以先设置较长的加减速时间，通过水泵前后安装的压力表指示、电机电流检测、转动噪音和振动判断能否平缓的启动电机，变频器有无过电流、过电压报警或故障，如无上述问题应逐步减小加减速时间，通过多次反复试验找到最佳加减速时间。
当需要频繁启动、停止水泵时，如设备试车等，由于管道中阀门闭合，水泵运行时间如果过长，可能导致管道及管道上的设备、附件承受很大压力，并伴随着管壁的扩张和收缩，导致事故的发生，因此可以将加减速时间设置的比实际运行时的加减速时间短。
当然，以上方法相同或类似工况的换热站都可以参照使用，不必再重复试验。
五、结论
变频器的加减速时间在出厂时一般设定为10秒；在我们实际工作中，加减速时间一般设定在10-20秒之间。我们通过反复的试验，发现变频器加减速时间设置在6秒左右时，启、停会出现过电流、过电压情况；设置在12秒左右时，启停虽无过电流情况，但管道及水泵叶轮承受压力较大；设置在15秒及以上时，水泵电动机启停状况及管道情况较好。因此考虑到管道瞬间承受压力、电动机过电流等状况，建议设置加减速时间为15秒。
参考文献
[1]吕汀，石红梅 变频技术原理与应用.[M] 机械工业出版社.2007.
[2]王廷才.主编.变频器原理及应用[M].机械工业出版社.2008
[3]孟朔.适用于变频调速系统的异步电机设计与分析方法的研究 [D].清华大学，2000.
[4]于国江.变频器在水泵节能改造中的应用分析[J].农业科技与信息.2018
[5]尹天平.变频器故障实例分析和处理[J].冶金动力.2018.
论文作者:李福华,蒋长天,张伟
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/8
标签：变频器论文; 时间论文; 电流论文; 过电压论文; 水泵论文; 电动机论文; 转速论文; 《电力设备》2019年第6期论文;