近幾年來，高壓變頻調速技術這一嶄新的、變革性的技術在國民經濟的各個重要的行業正得到越來越廣泛的應用。特別是國內一些生產廠家的技術水平，已接近世界同行業的領先水平。作為高壓變頻調速的最新技術，單元串聯多電平高壓變頻器，采用多重化技術，提供無諧波的波形、具有顯著的節能效果，是其他高壓變頻調速技術所無法比擬的。
　　內陸城市是國內嚴重的缺水城市，水資源的嚴重匱乏，使供水量的調節尤為重要。平山水源泵站有4臺10KV、功率710KW的水泵機組。每臺機組的額定流量為1800m3/h，揚程為120米。總管流量根據用戶需要及水源蓄水狀況進行調節，一般的波動區間為2000~3800m3/h，為提供一地區供水，所以一般要開兩臺泵，最多時須同時開啟三臺泵。原來使用調節閥門開度的方法改變管網流量，既不直觀，又造成了能源的浪費。公司經過大量的調研工作，決定采用國內最先進的高壓變頻調速技術－單元串聯多電平高壓變頻調速技術，并選用了上海億思特電氣有限公司IDrive系列變頻器。經過幾個月的運行，我們發現上海億思特電氣有限公司IDrive系列變頻器具有節能效果明顯，操作簡便，穩定可靠等優點。

　　二、IDrive系列變頻器原理

　　IDrive系列高壓變頻調速系統的結構見圖2.1，由移相變壓器、功率單元和控制器組成。10000V系列有24個功率單元，每8個功率單元串聯構成一相。

 圖2.1 高壓變頻調速系統結構圖

　　每個功率單元結構上完全一致，可以互換，其電路結構見圖2.2，為基本的交-直-交單相逆變電路，整流側為二極管三相全橋，通過對IGBT逆變橋進行正弦PWM控制，可得到如圖2.3所示的波形。

           功率單元原理圖                     功率單元輸出波形實測圖

　　輸入側由移相變壓器給每個單元供電，移相變壓器的副邊繞組分為三組，構成48脈沖整流方式；經多級移相疊加的整流方式，可改善電流波形，是逼近標準正弦波，高次諧彼＜2％，完全符合1992年制定的IEEE519標準和GB／T14549，93國家標準《電能質量公用電網諧波》要求。負載下的網側功率因數接近1。
　　另外，由于變壓器副邊繞組的獨立性，使每個功率單元的主回路相對獨立，類似常規低壓變頻器，便于采用現有的成熟技術。

　　輸出側由每個單元的U、V輸出端子相互串接而成星型接法給電機供電，通過對每個單元的PWM波形進行重組，可得到如圖2.4所示的階梯PWM波形。這種波形正弦度好，dv/dt小，可減少對電纜和電機的絕緣損壞，無須輸出濾波器就可以使輸出電纜長度很長，電機不需要降額使用，可直接用于舊設備的改造；同時，電機的諧波損耗大大減少，消除了由此引起的機械振動，減小了軸承和葉片的機械應力。

實測輸出側線電壓波形

　　變頻器系統安全、可靠，保護裝置功能齊全，具有過電壓、欠壓、過電流、過熱、缺相等保護裝置。具有完整的故障監測電路、精確的故障報警保護。

　　三、調速方案

　　根據實際情況，我們確定的調速方案為：選擇1、4號泵為可調速水泵，正常運行時其中任一臺運行于調速狀態，而另一臺泵作為備用，也可隨時投入工頻狀態運行。兩臺泵運行狀態的切換采用手動方式。并要求兩臺泵不能同時投入變頻狀態，或同時投入工頻狀態運行，對此要求，在設計旁路切換柜時特別設計了機械聯鎖裝置。實際的原理接線圖如圖3.1：

圖3.1 旁路切換柜原理圖

　　 其中：KA1、KA2為高壓開關
　　　　　KG1-KG4 為隔離開關

　　四、水泵調速替代閥門節流后的節能情況

　　1.節能分析 

　　如果通過水泵調速方式改變流量，使流量由Q1變至Q2，速度由N1調至N2，則工作點由B點降到C點；如果水泵定速為N1運行，通過閥門改變流量，則水泵從A點變為A點。水泵在B、C兩工作點的功率分別為：PC=H1×Q2, PB =H2×Q2；
　　假設水泵在A、C兩點效率差別不大，都約為η，則調速方式相對于關閥方式，節能效益

　　2. 實際節能情況

　　五、方便的閥門聯鎖功能

　　IDrive系列高壓變頻器配備了西門子公司的S7－200系列PLC，在實現外部邏輯控制時顯得尤為方便。其閥門聯鎖功能的作用是：在啟動水泵升速過程中，水泵出口水壓逐漸增高，當大于設定的“最小開閥出口水壓”時，閥門開始打開，直至開全；在停泵時，閥門同步關閉；如果開泵時，閥門因各種原因未能開全，將提示“閥門沒有開全”，停泵時，如閥門未關嚴，將提示“閥門沒有關嚴”。實際運用中，我們將“最小開閥水壓”設定為0.9MPa，這樣在開泵和停泵過程中，值班人員無需再對閥門執行任何操作，不僅減少了操作的失誤，而且在開閥、關閥過程中對管網的沖擊也很小。

　　六、方便快捷的操作