摘要：目前，變頻器廣泛應用于工業生產、社會生活的各個領域，在城市供水系統中，變頻調速恒壓供水設備以其節能、安全、高品質的供水質量等優點，使我國供水行業的技術裝備水平得到了很大的發展 。

　　關鍵詞：變頻調速,恒壓,供水系統

　　前言：隨著電力電子器件向大功率化、高頻化、模塊化、智能化方向發展，極大地促進了變頻調速整機系統性能的提高，變頻器整機的控制性能、自診斷和自保護功能越來越強。一般規定城市管網的水壓只保證6層以下樓房的用水，其余上部各層均須“提升”水壓才能滿足用水要求。以前大多采用傳統的水塔、高位水箱，或氣壓罐式增壓設備，但它們都必須由水泵以高出實際用水高度的壓力來“提升”水量，其結果增大了水泵的軸功率和能量損耗。自從通用變頻器問世以來，恒壓供水調速系統實現水泵電機無級調速，依據用水量的變化自動調節系統的運行參數，在用水量的變化自動調節系統的運行參數，在用水量發生變化時保持水壓恒定以滿足用水要求，是當今最先進、合理的節能型供水系統。4

　　.111變頻器的節能效果m

　　1.1 一般城市管網的水壓無法完全滿足所有用水居民的用水需求，絕大部分用戶須通過提升水壓才能滿足用水要求。以前大多采用傳統的水塔，高位水箱等等增壓設備，它們都必須由水泵以高出實際用水高度的壓力提升水量，其結果大大增加了能量損耗。

　　1.2 變頻供水能靈活控制供水壓力。

　　當異步電機在全壓啟動時從靜止狀態加速到額定轉速所需時間小于0.5秒，這意味著在不足0.5秒的時間里，水的流量從零猛增到額定流量，在極短時間內流量的巨大變化將引起對管道的壓強過高或過低的沖擊，壓力過高會爆管而過低導致管子的癟塌。直接停機同樣會引起壓力沖擊。使用變頻器調速后，可通過對加減速時間的合理預置來延長啟動和停止過程，合理控制供水壓力減少管道沖擊，最大限度保護管網，管件，同時也提高電機水泵的使用壽命。

　　1.3 采用變頻供水節電效果明顯。

　　變頻器節能效果實際工作中更可觀。以水廠為例，一水廠原供水方案為280KW機電系統一工一變兩套系統向市區管網以0.18Mpa壓力供水，工頻供水系統為控制供水壓力要采用勒閥門的方法。經技術改造改為兩套供水系統均用變頻器供水后，該水廠當月電費較前月少近五萬元，當年公司電費較上年減少近六十萬元，可見使用變頻器供水節能效果很明顯，長期使用變頻器經濟效益可觀。

　　2各種供水方式比較

　　2.1 變頻器直拖電機變壓(變流量)供水： 優點：接線簡單，使用電器件少，完全啟用變頻器自身功能運行穩定，節電效果較明顯，維修率較低。缺點：只能變壓(流量)運行，節能空間有剩余。

　　2.2 多泵運行方式：控制回路用PLC(可編程控制器)設計以三泵為例：優點：可控制實現恒壓(恒流量)供水。缺點：只有一臺泵變頻調速運行，其余各泵均工頻運行，節能一般,部分能量未被挖掘出來。維修工作量較大，運行穩定性較好。

　　2..3 一拖一單泵運行方式： 啟用變頻器內置PID功能或外用PLC(可編程控制器)均能實現恒壓(流量)供水。此方案要求用戶量與機電設備工作能力匹配。該方式接線簡單使用電器件少，運行穩定，無管線沖擊，維修工作量小，節能效果較其它方案優秀等特點。

　　3 變頻控制恒壓供水控制方式

　　目前國內各廠家生產的供水設備電控柜，除采用落后繼電接觸器控制方式外，大致有以下四類：

　　3.1邏輯電子電路控制方式：

　　這類控制電路難以實現水泵機組全部軟啟動、全流量變頻調節。往往采用一臺泵固定于變頻狀態，其余泵均為工頻狀態的方式。因此控制精度較低、水泵切換時水壓波動大、調試較麻煩、工頻泵起動有沖擊、抗干擾能力較弱。但成本較低。

　　3.2單片微機電路控制方式：

　　這類控制電路優于邏輯電路，但在應付不同管網、不同供水情況時調試較麻煩，追加功能時往往要對電路進行修改，不靈活也不方便。電路的可靠性和抗干擾能力都不是很高。

　　3.3帶PID回路調節器和/或可編程序控制器(PLC)的控制方式：

　　該方式變頻器的作有是為電機提供可變頻率的電源，實現電機的無級調速，從而使管網水壓連續變化。傳感器的任務是檢測管網水壓。壓力設定單元為系統提供滿足用戶需要的水壓期望值。壓力設定信號和壓力反饋信號在輸入可編程控制器后，經可編程控制器內部PID控制程序的 計算 ，輸出給變頻器一個轉速控制信號。

　　3.4還有一種辦法是將壓力設定信號和壓力反饋信號送入PID回路調節器，由PID回路調節器在調節器內部進行運算后，輸入給變頻器一個轉速調節信號。

　　4變頻器系統供水運行方式和功能：

　　4.1變頻泵固定方式。

　　變頻泵固定方式最多可以控制7臺泵，可選擇“先開先關”和“先開后關”(適用泵容量不用場合)2種水泵關閉順序。

　　4.2 變泵循環方式。變頻泵循環方式最多可以控制4臺泵，系統以“先開先關”的順序關泵。靈活配置常規泵、消防泵、排污泵、休眼泵，便于實現供水泵房全面自動化。工作泵與備用泵不固死，可自動定時輪換。可以有效地防止因為備用泵長期不用時發生的銹死現象，提高了設備的綜合利用率，降低了維護費用。工作小時自動累計功能，方便節能 分析 和設備狀況維護。夜間供水量急劇減少時，可方便指定每日休眼工作的起始/停止時刻，并可設定休眼時的壓力給定值。休眼期間，只有休眼水泵工作，變頻器只監測管網壓力，當壓力低于設定壓力時，系統自動喚醒。變頻泵投入工作，當壓力高于設定值時，系統再次進入休眠狀態，只有休眠水泵運行。

　　4.3 變頻器供水系統具有零星停機功能，在用戶不用水的情況下會自動停機。故障泵退出功能，水泵出現損壞時，讓故障泵自動退出工作。有消防信號外部輸入接口，當有火警或消防信號到來時，系統能自動世換到消防模式，有多種消防工作模式可選，主要根據消防和生活管網是否共用，以及進水池是否共用等條件來進行選擇。另有消防泵自動巡檢功能，定時巡檢周期可設定。 畢業論文網lw54.com

　　4.4利用通訊功能，可實現聯網控制，便于樓宇自動化和管理。另外還有一些功能，如排污泵控制功能、進水池液位檢測及控制、管網超壓/欠壓保護功能、溫差及壓差控制、故障自動電話撥號(當供水系統或變頻器發生故障時，通過內置的RS232C串行通訊接口，與外接的MODEM設備進行信號連接，自動啟動預先設定的電話號碼和信息，及時通知設備維護人員進行相應處理，可以方便地實現泵房無人職守運行)。

　　由此可見，供水專用變頻器具有強大的功能，能滿足供水系統的各種控制方案。若加上小型PLD，就可以滿足更復雜的工藝要求。

　　5 運用變頻器的效果

　　水泵經變頻調速以后，除了具有很好的節能效果外，在以下性能指標上獲得了提高:

　　5.1實現了軟啟動;工作電流下降，電機運行溫度明顯下降，同時減少了機械磨損，機械檢修工作量也大幅減少。

　　5.2各種保護功能完善，沒有再發生因過載、單相運行而燒毀電機的現象，確保了安全運行。

　　5.3實現了軟啟動，避免了無調速水泵啟動對周邊設備及電網的沖擊。

　　5.4 能自動維持恒壓供水并無級調節水壓;供水質量好，由于取消了高位水箱，防止了水的二次污染。

　　5.5 自動化程度提高，提高了水泵的運行效率。 畢業論文 http://www.lw54.com

　　6 結語

　　根據以上論述，供水系統應用變頻調速技術有一定的普及程度，但還有很大潛力，繼續在供水系統中普及應用變頻調速技術，經濟和社會效益是明顯的，技術優勢也是明顯的，尤其是具有較大幅度的節能效果。

　　參考文獻：

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