供水專用變頻器在恒壓供水系統(tǒng)中的應用

王淑杰

哈爾濱電氣集團阿城繼電器有限責任公司，黑龍江哈爾濱 150302

0 引言

水對我們的生命起著重要的作用，是人類賴以生存和發(fā)展不可缺少的重要的物質(zhì)資源之一，而供水系統(tǒng)是直接影響到居民生活的便利與穩(wěn)定,特別在城市化發(fā)展越來越快速的當代，城鄉(xiāng)供水問題是社會關注的重點。但是，在滿足供水穩(wěn)定及高效的情況下，還需要確保用水安全，以及保障所供水源的水質(zhì)問題。供水安全保障成為電力技術(shù)發(fā)展的一個核心項目，在這基礎上發(fā)展起來的變頻器不僅達到滿足供水需求的情況，而且采取變頻器供水方式，利用恒壓供水系統(tǒng)，可以穩(wěn)定且節(jié)能地滿足供水系統(tǒng)的要求。

1 主要性能及特點

采用供水專用變頻器來供水，實際上利用普通變頻器的優(yōu)點，以及在此基礎上，加入PLC的部分功能，二者結(jié)合起來大大提高了變頻器的供水性能。供水變頻器能夠?qū)崿F(xiàn)對供水量和供水需求的一體化管理，這樣一來，就大大優(yōu)化了對供水過程的管理。通過安裝在管網(wǎng)上的壓力傳感器把水壓轉(zhuǎn)換成4mA～20mA的模擬信號，通過內(nèi)置的PI調(diào)節(jié)器，即可方便地組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，來改變電動水泵轉(zhuǎn)速。當用戶用水量增大，管網(wǎng)壓力低于設定壓力時，變頻調(diào)速的輸出頻率將增大，水泵轉(zhuǎn)速提高，供水量加大，當達到設定壓力時，電動水泵的轉(zhuǎn)速不在變化，將管網(wǎng)的實際壓力經(jīng)反饋后與給定壓力進行一番比較核對，當管網(wǎng)的壓力不夠時，變頻器將自動增大輸出頻率，提高供水量，從而達到增加網(wǎng)管壓力的目的。反之，變頻器可以降低輸出頻率，降低水泵的轉(zhuǎn)速，從而降低供水量。

變頻器供水的控制系統(tǒng)可以細分為兩大類，既變頻泵固定方式和變頻泵循環(huán)方式。可采用先啟后?；蛳葐⑾韧５哪Ｊ?，或者一些組合的供水控制模式，也能夠?qū)崿F(xiàn)對供水性能的高效管理，這樣可以實現(xiàn)最多4臺變頻循環(huán)泵或7臺變頻固定方式控制。變頻器工作原理簡單，但工作模式有很多種，不同的工作模式滿足了設備對靈活性的要求，便于實現(xiàn)供水泵房全面自動化。變頻器供水還能夠?qū)崿F(xiàn)流量監(jiān)控功能，即實現(xiàn)零流量就停機的效果，供水可以按照用戶的需求來實現(xiàn)，不用水時可以自動停機，這樣就大大地降低了能耗。變頻器系統(tǒng)最多6段的定時壓力給定控制，以滿足使用?？蓪崿F(xiàn)周末/節(jié)假日等各種特定日供水壓力控制。定時輪換控制，可以有效地防止泵長期不用而發(fā)生的銹死現(xiàn)象，使各泵工作時間均衡，提高了設備的綜合利用率，降低了維護費用。手動軟啟動功能，可實現(xiàn)循環(huán)方式時各泵的手動變頻軟啟動，方便調(diào)試。管網(wǎng)超/欠壓，火警/水池缺水等多種輸入與檢測保護，可保障供水系統(tǒng)的安全，有利于實現(xiàn)對管網(wǎng)系統(tǒng)的良好保護，進一步提高供水系統(tǒng)設備使用壽命。多種變頻器故障處理模式，即使變頻器故障，仍能保證生活和消防供水。供水變頻器的內(nèi)置污水檢測液位傳感器可以實現(xiàn)對污水的檢測，當檢測到泵房污水積水到達警戒水位時，可以及時進行自動化污水排放，實現(xiàn)了對機器的有效維護。休眠泵控制功能尤其適合于夜間供水量急劇減少的情況，機器的工作時長和休眠期可以經(jīng)過人為設定而實現(xiàn)，方便用戶在夜間不用或者不需要用到時，把變頻器跳到停止狀態(tài)。變頻器在休眠期間，休眠小泵工作，變頻器通過監(jiān)測管網(wǎng)壓力，當管網(wǎng)壓力低于設定的休眠壓力時，系統(tǒng)就會自動啟動工作，這樣變頻器可以實現(xiàn)對休眠泵的控制，達到節(jié)能環(huán)保的功能。另外，變頻器具有標準的通訊接口，可與城市供水系統(tǒng)的上位機聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)城區(qū)供水系統(tǒng)的優(yōu)化控制，為城市供水系統(tǒng)提供了現(xiàn)代化的調(diào)度、管理、監(jiān)視及經(jīng)濟運行的手段。變頻器的功能非常強大，諸如此類技術(shù)，還有很多例子，由此看來，用供水專用變頻器能夠充分利用變頻器的功能，滿足供水系統(tǒng)的各種控制方案。

2 系統(tǒng)組成及合理選用

系統(tǒng)主要由變頻控制柜、壓力傳感器、水泵等組成。變頻控制柜由斷路器、供水變頻器、接觸器、中間繼電器等組成。系統(tǒng)采用壓力傳感器和變頻器作為中心控制裝置，實現(xiàn)所需功能。變頻器的主要功能是實現(xiàn)穩(wěn)定供水，主要被用于拖動水泵電機負載，在變頻器的使用過程應該注意以下問題，首先，避免低速運行機器，因為低速時水泵固用的死區(qū)特性而不能有效供水，而且會損耗比較多的能源，低速運行會導致水泵電機散熱效果差，所以，要避免長期低速運行變頻器。

另外，變頻供水設備自動化程度高，系統(tǒng)響應迅速，操作方便，同時設備分布相對集中，配置簡單，但是在配置的選擇上要謹慎，倘若配置選擇或者使用不當，也會造成能源的浪費，因此，在選用設備方面，要進行周全的考慮，還必須考慮設備投資等問題，在保證可靠供水的前提下，充分發(fā)揮變頻器的節(jié)能潛力。

3 變頻器供水的優(yōu)越性

變頻器供水的優(yōu)點是很鮮明的，首先，它具備節(jié)能，穩(wěn)定，且環(huán)保的特點，變頻器的工作原理很好地體現(xiàn)了這些優(yōu)點。變頻器雖然是一項高科技技術(shù)，但是，機器的設計理念非常人性化，用戶使用起來非常方便。再者，變頻器的供水質(zhì)量是高于很多供水器的，它不僅保證了水源的穩(wěn)定，持續(xù)供給，還能夠保障水質(zhì)的安全與高質(zhì)量。在節(jié)省能源的時代背景下，在城鄉(xiāng)化建設全面推進的當代，高效且有綠色化的供水系統(tǒng)越來越受到追捧。變頻器突出的優(yōu)點主要表現(xiàn)于以下幾點，第一，是節(jié)能；第二，是節(jié)水；第三，是可靠的運行環(huán)境；第四，是可以實現(xiàn)良好的監(jiān)控；第五，是具備控制靈活的特點；第六，則是配置靈活，自動化程度高，功能齊全，使用方便。

4 應用范圍

自來水廠、生活小區(qū)及消防供水系統(tǒng)；2）工礦生產(chǎn)企業(yè)恒壓供水系統(tǒng)；3）鍋爐循環(huán)水系統(tǒng)；4）消防用水。

5 結(jié)論

變頻調(diào)速是一項具有高科技含量的自動化程度很高的新型的調(diào)速控制方法，在電力技術(shù)突飛猛進的時代，變頻器供水模式將會實現(xiàn)更大的技術(shù)革新，變頻器供水不但會越來愈綠色化，低能耗化，還將會實現(xiàn)更加便捷的使用功能，以及，變頻器的內(nèi)部功能將有可能進一步完善。變頻器的使用，提高了供水系統(tǒng)的安全性，也保障了居民用水的穩(wěn)定性。借助變頻器良好的節(jié)能性，提倡節(jié)約資源方案，使用被表現(xiàn)的淋漓盡致，提高供水效率，是一種高效節(jié)能的控制方式，是值得推廣應用的技術(shù)，應用前景廣闊。

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