摘要：对偏离高效区运行的水泵，一些单位相继采用了的机械液力耦合器、电气串极（内返馈）、变频多种调速技术进行改造，三种节能调速系统中因变频无能量损失--效率高等特点，被公认为是交流电机调速的主流技术。但水泵节能改造并不是一调而就，而最有效的节能改造方案是车削叶轮或更换合适扬程的高效率水泵；对于调速水泵基本运行在低频率状态的拖动系统，通过计算更换为低转速小功率的电动机，节能效果也是相当显著的。
关键词：节能调速、高效率水泵、高效区、无功损耗、基本电费。
供水泵房设计选型时，通常是在考虑满足最大供水量等最不利因素的情况下选择水泵参数，这就造成了不少水泵扬程偏高，运行时偏离设计扬程，常常运行在低扬程大流量、低效率区工况，不仅浪费电能而且也易导致电动机过热。目前最通用的解决方法之一，是对电动机进行速度调节，使水泵在经济高效区运行;但有时投资最少，节能效果最显著的方法却是车削叶轮或更换合适扬程的高效率水泵。
调速系统方案
供水行业于上世纪八十年代开始推广应用调速技术，调速实际上是通过改变水泵的供水能力来适应用户对流量的需求，调速技术在供水企业起到了“节能调速”和“工艺调速”两大作用。随着电力电子技术的不断发展，调速技术也由最初的机械液力耦合器调速、电气串极（内返馈）调速，发展到如今普遍采用的变频调速。
下图是某型号水泵在各种转速下的特性曲线。从图中可以看到同一水泵在各种转速下扬程、流量及效率的关系，调速可以使水泵的运行工况点始终趋于高效区，但随着转速的不断降低，水泵的高效区域也在不断缩小。
由于各种调速装置的效率不同，因而不同的调速系统具有不同的节能效果。
1．液力耦合器------在电机和负载之间靠液体作用联接
*调速范围小，在60%~95%之间，存在死角
*运行效率低，只有80%多，且速度越低，效率也越低
*虽然初期投资小，但日后维护费用高
*调节精度低，响应速度慢
*故障时，电机不能傍路运行
*电机不能软启动
2.串级(内反馈)调速
*调速范围小，在60%~95%之间，存在死角
*电机功率因数及效率较低
*需要采用内反馈绕线式专用电动机和频敏电阻启动电路
*调节精度低，响应速度慢,可控性差
*故障时，电机能傍路运行
*碳刷.低压接触器维护工作量大
*只适用四极及以上转速电机
3.变频调速
变频器具有能够根椐负载轻重调整输入电压的功能,是一种能量无损型的调速技术.-----效率高、可控制性强、谐波小、功率因数高。
目前用于供水行业的变频器，从电压等级上分有低压、中压、高压三种，即380v、690v、3.3kv、6.0kv、10.kV；
380v变频器基本上是采用IGBT或GTO功率模块，IGBT具有可控制性强、电流密度大、开关时间短、开关频率高、动作安全保护可靠等。380v变频器制造技术已相当成熟，质量稳定、价格比较低，电动机可以傍路运行。由于运行电流的原故，一般容量不易大于400kw。
690v变频器介于低压变频器和中压变频器之间，可靠性高，适宜于容量在300kw~600kw电机调速。缺点是需要另外配置独立的降压变压器，无法傍路运行，适宜新安装或需要更换电动机的泵组。
中高压变频器多采用如下“高—高”电压源型变频器
①三电平拓扑结构
如ABB的ACS1000产品，采用IGCT功率器件，最高电压等级为4.0kv。西门子MV系列产品，采用IGBT功率器件，最高电压等级为6.0kv。此类产品容量在315kw—5000kw,性能稳定、可靠性高、连续无故障运行时间长，但当变频器发生故障时，电动机不能傍路运行。
②单元串联多电平
变频器主要由多重绕组移相降压变压器、多个IGBT逆变单元模块串联叠加和控制器组成。额定电压有3.3kv、6.0kv、10.0kv三个等级。3.3kv变频器由12个功率模块组成，6.0kv变频器由21个功率模块组成，10kv变频器由24个功率模块组成。变频器一般与供电线路及电动机额定电压相同，发生故障时电动机可以傍路运行,采用这类变频器改造时不需要更换电动机。
虽然变频器是一种能量无损型的调速技术，但由于690v及以上电压等级的变频系统均需要配套比电动机大1~2级的整流变压器，而变压器的损耗约占其容量的1.5％左右，因此不仅整个调速系统的总体效率会受其影响，而且直接挂在供电局一次受电线路上的整流变压器---变频器---电动机“三电平”调速系统，每个月还要多付基本电费。如表中序6：电动机功率为800kw，需要配1100kvA变压器，与供电局的立约容量比电动机大300kvA，按20元/kvA/月计算，每月每台变频系统要多付6000元的基本电费。由于多电平类变频移相降压变压器与变频器是“二合一”结构，没有单独标注移相降压变压器的容量，供电局计算基本容量时只能按其拖动电动机的容量考虑，因此多电平变频系统一般不会增加与供电局立约的基本容量。
水泵节能方式
通常水泵的电耗与泵的效率有直接关系,提高在低扬程大流量工况下运行的水泵效率,最简单的方法是车削叶轮。但车削叶轮有一个限度,叶轮车削后最高效率不能下降太多,与标准的叶轮模型效率相比,一般差值应控制在6%范围内。