1概述大型轴流泵和立式导叶式混流泵是我国大型泵站的主要泵型，目前这些泵普遍采用变角调节的方法来改变水泵的工况。从工程实际运行经验可知，半调节轴流泵由于叶片角度的调节为有级调节，而且操作时极为不便，应用中较少调节。有些泵站由于长期不调节引起机构锈蚀而失去调节功能。全调节轴流泵和立式导叶式混流泵必须采用叶片全调节机构才能得以实施，致使水泵机构复杂；如采用油压全调节的场合，还必须配套油压设备，占地面积大；机构全调节系统又不可靠。近十几年来由于水情的变化较大，低扬程和高扬程的变化幅度达到一倍以上。另一方面，在排灌结合的泵站，灌溉扬程和排涝扬程往往相差也很大，采用变角调节所能改变的扬程范围较小，很难满足工况调节的需要。而变频调速运行能全自动跟踪负荷的变化，随时调整机组的运行工况，使机组时刻处于比较优状态，达到节能目的。

　　2大型水泵调速运行特性变频调速是通过改变水泵的转速来调节泵性能的一种方法。根据水泵比例相似定律可知，同一台水泵的工作参数与转速有以下关系：水泵转速（1/min）。

　　当水泵转速变化时，其流量、扬程、轴功率等也相应变化，而转速在一定范围内变化时，其水泵效率变化不大。因此，可通过改变水泵转速来实现调节水泵运行工况，使机组运行在高效区。

　　水泵变频调速运行与变角调节运行不同，变角调节主要是以调节流量为主，当叶片角度变化后，高效点的扬程改变很小，角度变化太大，将会引起泵内流态紊乱、二次回流加、效率下降。而变频调速运行主要以调节扬程为主，当转速改变时，比较高效率点的扬程与转速平方成正比的规律而变化，有着非常明显的调节扬程能力。例如32ZLB100泵，变角调节时，在从+60到一60的调节范围内，扬程变化的幅度仅8%，流量可以相差一倍，其调节流量的能力是非常明显的；变频调速运行时，如转速变化20%流量将加20%而扬程却大44%因此，在水泵比较大扬程与比较低扬程变化幅度较大，或灌溉扬程与排涝扬程相差较大时，仅仅依靠轴流泵的角度调节是不够的。而根据泵站工况的变化设定相应的水泵转速，即可实现水泵的优化运行。与变角调节相比，变速调节运行具有调节范围宽、调节效率高、调节方法简单以及可以简化水泵结构的优点。

　　3大型水泵变频调速技术电动机变频调速是通过改变定子输入电流的频率来改变气隙磁场旋转速度，从而改变转子转速的。

　　由于大型轴流泵大多采用高压大容量低速同步电动机直接传动，变频调速己成为水泵调速的重要发展方向。它具有调速效率高、调速范围宽、能四象限可逆运行等优点；同时，变频装置占地面积小，安装灵活，无须改动泵站原有电动机和机组本身。因此，变频调速不仅适用于新建泵的运行，而且也非常适用于老泵站的技术改造。

　　近二十年来交流变频调速技术得到了广泛的应用，特别是在大容量或恶劣环境中，正在逐步替代直流调速系统。交流变频调速主要有两类：一类是交一交变频调速，它仅有一级功率变换，效率高，低频脉动小。缺点是比较高输出频率一般不超过电网频率的1/2~ 1/3，所用元件多，功率因数低。一般适用于大功率低速同步发电机，如大型轧钢机、电动车辆等。另一类是交一直一交变频调速，它具有输出频率范围宽、功率因数高、结构简单等优点，通常是中、小功率变频调速的首选方案，而且国内外都己有大功率产品的应用于工业领域。

　　泵站高压大容量同步电动机的调速，主要采用交一直一交电流型变频调速。它的主回路由晶闸管速流器、直流滤波电抗器和逆变器组成，通过安装在转子轴上的位置检测器控制转速，保证变频输出频率和电动机转速始终保持同步，不存在失步和振荡现象。这种步频器结构简单、动态响应快、可靠性高、可实现四象限运行，泵站反向发电运行时，无需改动主机接线。

　　4泵站变频调速运行节能分析实例高港泵站是江苏省苏北地区的大型泵站之一，对泰州引江河工程的水源进行控制。该泵站集自引自排等功能于一身，一期工程安装三台3000ZIQ（B）125半调节轴流泵，设计流量34m3/S，设计扬程4.0m.主机采用TL2000?40/3250同步电动机，额定功率2000kW，额定转速150r/min额定电压10kV.高港泵站紧靠长江，离入海口亦不远，由于受潮汐影响，机组的运行扬程变化频繁，至少每天4次。因此，要使机组高效运行，靠半调节泵的叶角调节是不可能的，即使是全调节轴流泵，也很难使机组时刻处于高效区运行。于是泵站决定采用变频调速装置。考虑到目前国内大型电力排灌泵站还没有应用变频调速装置的先例，为此对机组变频调速运行进行了较为详细的经济效益分析。

　　按设计要求，高港泵站年抽排天数为40天，年抽引天数为60天。在实际扬程低于泵的设计扬程时，通过降速运行，可使单位流量消耗的功率减小，装置效率提高，降低运行费用，但另一方面，降速后流量也成比例减少。经济效益分析表明，降速不超过60%时，是比较经济的，再继续降低转速，则运行费用的降低补偿不了流量下降所减少的效益值，总的经济效益又有所下降。高港泵站实现变频调速后抽排装置效率平均提高3.75%，抽引装置效率提高16.62%~21.18%，年节约电能103.2万kW.h按电能单价0.5元/kW.h，年节约电费51.6万元。高港泵站变频设备实施费用估计约需400万元，按静态计算不到8年即收回投资，而且据计算，内涝严重时，还可提速加排涝流量近8m3/s，又将产生一定的社会效益。如对于年利用小时数较高的泵站，其效益更为显著。

　　5结语大中型泵站采用变频调速后，水泵选型时可以采用结构简单，价格便宜的固定式轴流泵代替变角调节的轴流泵和立式导叶式混流泵，加上变频调速的节能效果，其经济效益是显著的。变频调速在我国大中型泵站中是一项值得推广的重大节能技术有着非常广阔的应用前景。