户振峰

【摘要】光伏行业经常用到恒压供水系统，并且必须连续运行。本文介绍了一种双变频器互为备用自动投入系统应用案例，阐述了其控制原理、特点，在实际应用中的可靠性和優越性。同时对在安装调试、维护使用中应注意的问题提出了有益的建议。

【关键词】恒压供水 双变频器 互为备用 可靠性

在光伏行业，作为太阳能电池的基础材料多晶硅的制造工厂，冶炼炉、铸锭炉等是至关重要的设备，完成硅料的提纯、生晶工艺，但是冶炼炉、铸锭炉等无论是生产过程中还是他们在断电停止生产之后的10个小时内，其炉腔温度往往达到1000-2000度，如果没有冷却水，他们必定因温度持续增高而损坏，一台冶炼炉价值300万元左右，一台铸锭炉更是价值500万到750万不等，而一个中型铸锭车间就有40台铸锭炉，因此，一旦损坏，不仅需要大量的维修费用，直接损失巨大，而且影响生产正常进行。并且为了保证生产工艺，所供应的冷却水必须为恒压供水，这就要求提供冷却水的水泵站不仅提供恒压冷却水，而且不能中断。

众所周知，恒压供水离不开变频器，只要变频器设定合适的参数，搭配合理的外围元器件，就可以控制水泵提供符合要求的恒压冷却水。但是正如任何电器元器件会出现故障一样，变频器也会发生故障，从而造成冷却水中断，本文基于此种考虑以南阳讯天宇硅品有限公司9#车间水泵站为案例谈谈双变频互为备用自动投入系统的设计。

一、控制系统的构成

（一）双变频互为备用自动投入系统的设计思想

9#车间当时为中试车间，有自德国、日本进口铸锭炉共10台，价值6000万左右，因为生产就需要恒压冷却水，因此很快建立了供水站，用一拖二模式控制水泵供水，即1台PLC+1台变频器拖2台水泵恒压供水。但是第一次供水就出了问题，原因是变频器出了故障，没有备用变频器投入，而操作人员恰好因为上卫生间不在现场，造成铸锭炉无冷却水供应，幸好当时铸锭炉不是正式生产，否则将造成很大的损失，由此教训就设计出了双变频互为备用自动投入系统。

（二）双变频互为备用自动投入系统组成

根据9#车间提出的冷却用水压力、用量要求，在选定了两台水泵之后就确定用两台紫日变频器ZVF9VPO11T4各自控制一台水泵，任一台水泵运行，只要变频器设定参数正确，就能控制水泵提供满足要求的恒压冷却水，利用变频器故障时内部继电器的故障点动作开关实现两台变频器的互为备用。

设计的电气原理图如下：1#变频器的主回路和控制回路电气原理图分别如图1和图2所示。

其中，PT1为测水压的远程压力表1，TA1、TB1、TC1为1#变频器的内部继电器，当变频器运行中出现故障时，那么，TA1、TB1断开，TA1、TC1闭合。

其中，PT2为测水压的远程压力表2，TA2、TB2、TC2为2#变频器的内部继电器，当变频器运行中出现故障时，那么，TA2、TB2断开，TA2、TC2闭合

以先启动1#变频器为例，控制原理如下：在根据原理图连接好远传压力表等器件之后，设定好2台变频器有关参数，合上相关的断路器QF0、QF1、QF2、QF3、QF4、QF5、QF6之后，将转换开关SA1转到“变频”状态，按下SB2，KA1吸合→辅助接点KA1闭合→变频器1的FWD1端子接到信号→变频器1驱动水泵运行→为铸锭炉恒压供水；

当1#变频器出现故障时→1#变频器停止运行→1#变频器的内部继电器动作→TA1、TB1断开，TA1、TC1闭合→KA3继电器得电吸合→KA3辅助接点闭合→KA2吸合→辅助接点KA2闭合→2#变频器的FWD2端子接到信号→2#变频器驱动水泵运行，同时故障指示器HB1发出信号提醒操作人员1#变频器有故障，通知维修人员检查维修→为铸锭炉恒压供水

从而实现了1#变频器为主运行，以2#变频器为备用的运行。

如果先启动2#变频器，控制原理也一样，会实现2@#变频器为主运行，以1#变频器为备用的运行。

二、运行效果

该控制系统自2010年投入运行至今，只发生过1起2#变频器发生故障1#变频器作为备用立即投入的情况（后来经过维修人员查看是2#变频器内部出现了接线松动的情况，进行了处理），未曾发生影响恒压供水中断情况，可以说经受住了考验。

三、结论

（1）该设计简单、经济、实用，除了变频器价格高些之外，其他器件价格很低；操作简单，很好理解，一般电工无论接线还是安装较快就能掌握；

（2）运行可靠，维修简便，硬件故障容易查找；软件参数经过培训，也能掌握；

（3）不足之处在于如果概率极小的两台变频器同时坏的情况下，需要人工转换到工频运行，还须进一步完善。