淺析調(diào)速方式在自來(lái)水自動(dòng)供水系統(tǒng)中的應(yīng)用
淺析調(diào)速方式在自來(lái)水自動(dòng)供水系統(tǒng)中的應(yīng)用
自來(lái)水自動(dòng)供水系統(tǒng)串級(jí)調(diào)速
1、 原理：目前應(yīng)用于自來(lái)水自動(dòng)供水系統(tǒng)的多為可控硅串級(jí)調(diào)速，可控硅串級(jí)調(diào)速是指繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串一可變電勢(shì)，通過(guò)改變電勢(shì)的大小來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差，達(dá)到調(diào)速的目的。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子功率經(jīng)過(guò)可控有源逆變器，變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率的交流電能，將轉(zhuǎn)差功率返回電網(wǎng)，因此效率高。其基本原理如下：先將異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子電壓經(jīng)過(guò)三相橋式整流，整成直流（Ud），再在直流側(cè)串入一個(gè)與其相反的直流電勢(shì)（Uβ），Uβ是由可控硅有源逆變器產(chǎn)生，通過(guò)改變逆變器的逆變角β來(lái)改變Uβ的大小，從而達(dá)到調(diào)速與節(jié)能目的。自來(lái)水自動(dòng)供水系統(tǒng)串級(jí)調(diào)速電機(jī)特別是內(nèi)反饋串級(jí)調(diào)速電機(jī)及其調(diào)速控制裝置是一種具有優(yōu)良的性能價(jià)格比的調(diào)速節(jié)能產(chǎn)品，適合于礦山、冶金、化工、石油、建材等工業(yè)部門和水廠、電廠等領(lǐng)域的大中型水泵、風(fēng)機(jī)的調(diào)速節(jié)能運(yùn)行，一般1～2年即可通過(guò)節(jié)電效益回收全部設(shè)備投資。對(duì)于風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載，由于其轉(zhuǎn)矩與速度的平方成正比，采用升壓變換的自來(lái)水自動(dòng)供水系統(tǒng)串級(jí)調(diào)速裝置最大逆變功率只有電機(jī)額定功率的15%，因此，結(jié)合內(nèi)饋繞線型電機(jī)時(shí)，整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)具有極高的性價(jià)比。另外，與采用電壓型逆變器的高壓變頻器相比，由于自來(lái)水自動(dòng)供水系統(tǒng)串級(jí)調(diào)速?zèng)]有功率器件橋臂直通短路的問(wèn)題，因而整個(gè)裝置可靠性極高。
2、自來(lái)水自動(dòng)供水系統(tǒng)串級(jí)調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)：
1） 理論上講，自來(lái)水自動(dòng)供水系統(tǒng)串級(jí)調(diào)速控制裝置所控制的功率最大為電機(jī)額定功率的4/27（14.815%），而變頻器至少要100%的電機(jī)額定容量。控制容量的降低，帶來(lái)了一系列優(yōu)勢(shì)，比如：制造成本，技術(shù)困難，體積，可靠性，關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)的控制等等。特別是對(duì)于大型高壓電機(jī)，這些優(yōu)勢(shì)更為突出。
2） 在轉(zhuǎn)子側(cè)施加控制，裝置承壓低。
3、串級(jí)調(diào)速的缺點(diǎn)：
1） 須使用繞線式電機(jī)，用于小型電機(jī)時(shí)不劃算，因此只有一些較大型的供水系統(tǒng)采用。
2） 可控硅做升壓需要附加的強(qiáng)制關(guān)斷電路，這種調(diào)速方式節(jié)電效果明顯，但強(qiáng)制關(guān)斷電路可靠性差、開(kāi)關(guān)頻率低、升壓電感體積與重量大、電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)降低，產(chǎn)生高次諧波污染電網(wǎng)等缺點(diǎn)。
自來(lái)水自動(dòng)供水系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例
東湖泵站是一個(gè)原水泵站。 由北京市政工程設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，于1992年初開(kāi)工，1993年底完工試運(yùn)行，1994 年5月正式運(yùn)行。泵房安裝有6臺(tái)臥式離心泵，單機(jī)功率為1 600kW，4用2備，其中4臺(tái)調(diào)速機(jī)組選用瑞典ABB產(chǎn)品，配套水泵選用日本KUBOTA產(chǎn)品。2臺(tái)作為備用的定速機(jī)組為湘潭電機(jī)和長(zhǎng)沙水泵。泵站設(shè)計(jì)供水能力為108萬(wàn)m3/d，現(xiàn)已基本達(dá)到滿負(fù)荷。
東湖泵站所采用的調(diào)速裝置為自來(lái)水自動(dòng)供水系統(tǒng)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，是ABB公司90年代新產(chǎn)品。主要控制部分采用微電腦控制，串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的功能設(shè)置、參數(shù)設(shè)定、運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示等都集中在一塊操作屏上，具有靈活、直觀的特性。在對(duì)電機(jī)的監(jiān)測(cè)和保護(hù)方面，也是采用以微電腦為核心的綜合保護(hù)儀，從而取代了大量的中間繼電器，提高了系統(tǒng)的集成度和可靠性。
機(jī)組在運(yùn)行時(shí)，微電腦動(dòng)態(tài)檢測(cè)串調(diào)系統(tǒng)的各種參數(shù)，在顯示屏上可以以條狀圖或數(shù)值的方式顯示，操作人員可以隨時(shí)通過(guò)按鍵查看所要的參數(shù)。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)記錄故障信息，故障內(nèi)容以文字的形式顯示在操作屏上，隨時(shí)可以調(diào)用，以協(xié)助診斷故障原因?？刂葡到y(tǒng)中還集成有一個(gè)六通道記錄儀，可以任意選擇六個(gè)參數(shù)與之相連，在液晶顯示屏上以曲線的形式實(shí)時(shí)顯示參數(shù)的變化情況。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，通道記錄儀可以鎖定故障發(fā)生前和后一段時(shí)間內(nèi)的信息，通過(guò)研究參數(shù)變化情況，了解故障發(fā)生的原因。
在整流橋和逆變橋設(shè)計(jì)方面，ABB采用了可控的整流橋，通過(guò)對(duì)整流橋和逆變橋可控硅導(dǎo)通時(shí)序的控制，確保逆變橋不會(huì)通過(guò)整流橋短路。消除了整流橋和逆變橋之間可能存在的環(huán)流，在兩橋之間通常所采用的直流平波電抗器也可以省去，這樣可以節(jié)省費(fèi)用、減少安裝空間及平波電抗器的功率消耗、逆變橋和逆變變壓器的損耗減少，總體效率提高，因?yàn)闆](méi)有電抗器，整個(gè)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)對(duì)供電電源的波動(dòng)不致于太敏感。
此自來(lái)水自動(dòng)供水系統(tǒng)具有三種工作模式，即CASCADE(串調(diào))、BYPASS(旁路)、SCRO(轉(zhuǎn)子短路)。三種工作模式既互相聯(lián)系，又有區(qū)別，三者之間可以平滑切換。串調(diào)運(yùn)行時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到最低串調(diào)速度時(shí)，串調(diào)系統(tǒng)投入，電機(jī)速度可以在最高與最低調(diào)速范圍內(nèi)調(diào)節(jié)；旁路運(yùn)行時(shí)，電機(jī)帶起動(dòng)電阻起動(dòng)，然后起動(dòng)電阻短接，電機(jī)全速運(yùn)行；轉(zhuǎn)子短路運(yùn)行時(shí)，介于串調(diào)和旁路方式之間，在調(diào)速范圍內(nèi)時(shí)，和串調(diào)運(yùn)行方式相同，當(dāng)給定值大于最大調(diào)速范圍時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)入旁路運(yùn)行，串調(diào)系統(tǒng)脫開(kāi)，當(dāng)給定值在調(diào)速范圍內(nèi)時(shí)，串調(diào)系統(tǒng)又自動(dòng)投入，機(jī)組運(yùn)行在串調(diào)方式。
東湖泵站從1994年5月正式投產(chǎn)以后工作方式發(fā)生了很大變化。1994年剛開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，調(diào)速機(jī)組正在調(diào)試，主要是運(yùn)行定速機(jī)組。調(diào)速機(jī)組調(diào)試完成后，主要運(yùn)行的是調(diào)速機(jī)組。初期，由于供水量小，供水點(diǎn)的標(biāo)高低，所以機(jī)組工作在低揚(yáng)程、大流量狀態(tài)，此時(shí)機(jī)組工作效率低，遠(yuǎn)離高效區(qū)。隨著供水量的逐步增加，供水壓力逐步上升，機(jī)組工作揚(yáng)程由不足20m提高到33m左右，機(jī)組效率大大提高。在1995年 12月以前，機(jī)組工作壓力基本相同，從原始報(bào)表中整理了調(diào)速和定速工作時(shí)的每千噸水耗電量，節(jié)能率40.67%。1996年1月至1998年9月之間，工作方式變化較大。從1998年10月以后，工作狀態(tài)比較穩(wěn)定，選取1998年11月到1999年6月的數(shù)據(jù)，節(jié)能率25.21%.
通過(guò)上述數(shù)據(jù)分析可以看出，當(dāng)供水揚(yáng)程偏低，機(jī)組沒(méi)有工作在高效區(qū)時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)速度，可以改變工作點(diǎn)，使機(jī)組效率提高，因而節(jié)能效果十分顯著，節(jié)能率高達(dá)40%；當(dāng)揚(yáng)程提高以后，機(jī)組效率明顯提高，機(jī)組基本工作在高效區(qū)，這時(shí)節(jié)能率仍然達(dá)到25%。可見(jiàn)，調(diào)速機(jī)組的節(jié)能效果非常好。
該調(diào)速系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中也存在一些問(wèn)題：
1) 系統(tǒng)對(duì)雷擊比較敏感，尤其是一些電子部件。
2) 串調(diào)系統(tǒng)功率因數(shù)比較低，根據(jù)原始記錄，最低時(shí)只有0.65。所以需要加裝就地補(bǔ)償裝置和諧波吸收裝置，但諧波吸收裝置極易發(fā)生故障， 在諧波作用下，其低壓變壓器經(jīng)常發(fā)生燒包現(xiàn)象。
3) 可控硅元件在工作時(shí)會(huì)發(fā)熱，使設(shè)備內(nèi)溫度很高，這對(duì)設(shè)備的工作是不利的，因此設(shè)備的通風(fēng)問(wèn)題十分重要。
自來(lái)水自動(dòng)供水系統(tǒng)變頻調(diào)速
1、 簡(jiǎn)介：據(jù)統(tǒng)計(jì)資料報(bào)道，我國(guó)現(xiàn)有約5000萬(wàn)臺(tái)水泵和風(fēng)機(jī)在運(yùn)行，總計(jì)年用化量可達(dá)約1000億度。泵和風(fēng)機(jī)均屬于葉片式流體機(jī)械；由流體機(jī)械理論，在相似工況下，泵、風(fēng)機(jī)的流量，揚(yáng)程和功率分別與其轉(zhuǎn)速的一次方、二次方和三次方成正比。如轉(zhuǎn)速下降一半，其功率可下降到原來(lái)的1/8。因此，降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速能使電機(jī)的能耗大幅度地降低。二十世紀(jì)八十年代初發(fā)展起來(lái)的變頻調(diào)速技術(shù)，正是順應(yīng)了生產(chǎn)發(fā)展對(duì)節(jié)能的要求。液粘調(diào)速、電磁調(diào)速對(duì)水泵調(diào)速，串極調(diào)速、變頻調(diào)速直接對(duì)電機(jī)調(diào)速，因此，從節(jié)能效果來(lái)看，串極調(diào)速、變頻調(diào)速優(yōu)于液粘調(diào)速和電磁調(diào)速，而其中又以變頻調(diào)速的節(jié)能效果最好。自八十年代以來(lái)大量各種品牌國(guó)外變頻器進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，我國(guó)也自行研制生產(chǎn)了若干品牌的國(guó)產(chǎn)變頻器，變頻器在我國(guó)國(guó)式經(jīng)濟(jì)各部門中獲得了廣泛的應(yīng)用。對(duì)于供水系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，用得最多的是變頻調(diào)速恒壓變量給水。。在短短的幾年內(nèi)，變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)經(jīng)歷了一個(gè)逐步完善的發(fā)展過(guò)程，早期的單泵調(diào)速恒壓系統(tǒng)逐漸為多泵系統(tǒng)所代替。雖然單泵產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易可靠，但單泵電動(dòng)機(jī)深度調(diào)速造成水泵、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率低，而多泵型產(chǎn)品的投資更為節(jié)省，運(yùn)行效率也高，被實(shí)際證明是最優(yōu)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，因此很快發(fā)展成為主導(dǎo)產(chǎn)品。
2、 原理：自來(lái)水自動(dòng)供水系統(tǒng)變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系： n=60f(1-s)/p，（式中n、f、s、p分別表示轉(zhuǎn)速、輸入頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)差率、電機(jī)磁極對(duì)數(shù)）；通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)工作電源頻率達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。工頻電源通過(guò)整流器變成固定的直流電壓,然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器, 將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的交流輸出,電源輸出波形近似于正弦波,用于驅(qū)動(dòng)交流異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。變頻恒壓供水節(jié)能的效果主 要取決于用水流量的變化情況及水泵的合理選配，為了使變頻 恒壓供水具有優(yōu)良的節(jié)能效果，變頻恒壓供水宜采用多泵并聯(lián)的供水模式。由多泵并聯(lián)恒壓變頻供水理論可知多泵并聯(lián)恒 壓供水，只要其中一臺(tái)泵是變頻泵，其余全是工頻泵，可以實(shí)現(xiàn)恒壓變量供水。在變頻恒壓變量供水當(dāng)中，變頻泵的流量是變化的，當(dāng)變頻泵是各并聯(lián)泵中最大，即可保證恒壓供水。多泵并聯(lián)恒壓供水，在設(shè)計(jì)上可做到在恒壓條件下各工頻泵的效率不變(因工況不變)，并使之處于高效率區(qū)工作，變頻泵的流量是變化的 ，其工作效率隨流量而改變。因?yàn)椴捎枚啾貌⒙?lián)恒壓供水，變頻泵的功率降低，從而可以降低多泵并聯(lián)變頻恒壓供水系統(tǒng)的能耗，改善節(jié)能狀況。多泵并聯(lián)變頻恒壓變量供水的工作模式通常是這樣的：當(dāng)用水流量小于一臺(tái)泵在工頻恒壓條件下的流量，由一臺(tái)變頻泵調(diào)速恒壓供水；當(dāng)用水流量增大，變頻泵的轉(zhuǎn)速自動(dòng)上升；當(dāng)變頻泵的轉(zhuǎn)速上升到工頻轉(zhuǎn)速，為用水流量進(jìn)一步增大，由變頻供水控制器控制，自動(dòng)啟動(dòng)一臺(tái)工頻泵投入，該工頻泵 提供的流量是恒定的(工頻轉(zhuǎn)速恒壓下的流量)，其余各并聯(lián)工頻泵按相同的原理投入。在多泵并聯(lián)變頻恒壓變量的供水情況下，當(dāng)用水流量下降 ，變頻調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速下降(變頻器供電頻率下降)；當(dāng)頻率下降到零流量的時(shí)候，變頻供水控制器發(fā)出一個(gè)指令，自動(dòng)關(guān)閉一臺(tái)工頻泵使之超出并聯(lián)供水。為了減少工頻泵自動(dòng)投入或超出時(shí)的沖擊(水力的或電流的沖擊)。在投入時(shí)，變頻泵的轉(zhuǎn)速自動(dòng)下降，然后慢慢上升以滿足恒壓供水的要求。在超出時(shí)，變頻泵的轉(zhuǎn)速應(yīng)自動(dòng)上升，然后慢慢下降以滿足恒壓供水的要求。上述頻率自動(dòng)上升，下降由供水變頻控制器控制。
3、 節(jié)能計(jì)算：
對(duì)于風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備采用變頻調(diào)速后的節(jié)能效果，通常采用以下兩種方式進(jìn)行計(jì)算：
根據(jù)風(fēng)機(jī)、泵類平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載關(guān)系式：P/P0=（n/n0）3計(jì)算，式中為P0額定轉(zhuǎn)速n0時(shí)的功率；P為轉(zhuǎn)速n時(shí)的功率。
以一臺(tái)工業(yè)鍋爐使用的22 kW鼓風(fēng)機(jī)為例。運(yùn)行工況仍以 24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，其中每天11小時(shí)運(yùn)行在90%負(fù)荷（頻率按46Hz計(jì)算,擋板調(diào)節(jié)時(shí)電機(jī)功耗按98%計(jì)算），13小時(shí)運(yùn)行在50%負(fù)荷（頻率按20Hz計(jì)算，擋板調(diào)節(jié)時(shí)電機(jī)功耗按70%計(jì)算）；全年運(yùn)行時(shí)間在300天為計(jì)算依據(jù)。
則變頻調(diào)速時(shí)每年的節(jié)電量為：W1=22×11×[1－（46/50）3]×300=16067 kwh
W2=22×13×[1－（20/50）3]×300=80309 kwh
Wb = W1＋W2=16067＋80309=96376 kwh
擋板開(kāi)度時(shí)的節(jié)電量為：W1=22×(1－98%)×11×300=1452 kwh
W2=22×(1－70%)×11×300=21780 kwh
Wd=W1＋W2=1452＋21780=23232 kwh
相比較節(jié)電量為：W=Wb－Wd=96376－23232=73144 kwh
每度電按0.5元計(jì)算，則采用變頻調(diào)速每年可節(jié)約電費(fèi)3.657萬(wàn)元。
4、 自來(lái)水自動(dòng)供水系統(tǒng)變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)：
1) 變頻調(diào)速是我國(guó)節(jié)能的一項(xiàng)重點(diǎn)推廣技術(shù)，受到國(guó)家政府的普遍重視，《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》第39條就把它列為通用技術(shù)加以推廣。
2) 采用變頻調(diào)速給水可以大幅度降低節(jié)流能量損耗，具有優(yōu)異的節(jié)能效果，直接和間接經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。
3) 既能提高了設(shè)備效率，又能滿足了生產(chǎn)工藝要求，并且因此而大大減少了設(shè)備維護(hù)、維修費(fèi)用，還降低了停產(chǎn)周期。
4) 具有調(diào)速范圍寬，控制功能完善等一系列優(yōu)點(diǎn)，已成功的應(yīng)用在中、小容量和低壓電機(jī)上。
5、變頻調(diào)速的缺點(diǎn)：
1) 變器調(diào)頻亦不是任意可調(diào)，其調(diào)頻范圍在離心泵的特性曲線最佳工作范圍內(nèi)亦就是下調(diào)頻率10-30%才能顯示出最大節(jié)能效益，如再往下調(diào)頻率只會(huì)使水泵運(yùn)轉(zhuǎn)而不出水的工況，亦就是說(shuō)到了已超出離心泵的極限工作范圍了。
2) 生活用水在半夜零點(diǎn)以后用水量很小時(shí)，水泵在變頻器控制下較長(zhǎng)時(shí)間低頻(速)運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)水泵機(jī)械工況不利，同時(shí)亦耗能，約為額定功率25%.
3) 變頻器自身運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生電源階波、噪聲、電磁感應(yīng)、靜電感應(yīng)等特性處理不好會(huì)使周圍的電器產(chǎn)生誤動(dòng)作。
4) 在高壓系統(tǒng)中，變頻調(diào)速器的成本很高，體積較大。
5) 其一次性投資巨大，設(shè)備投資回收期長(zhǎng)，而且對(duì)調(diào)速范圍要求不大的某些風(fēng)機(jī)、水泵來(lái)說(shuō)，變頻調(diào)速的性能也沒(méi)有得到充分的利用。
應(yīng)用實(shí)例
加壓站，設(shè)計(jì)日供水能力１５萬(wàn)立方米／日。加壓站分為串聯(lián)加壓和從清水池吸水加壓兩種形式，串聯(lián)加壓直接從管網(wǎng)吸水。泵房配置６臺(tái)臥式離心泵（２２０ＫＷ／３８０Ｖ３臺(tái)２８０ＫＷ／３８０Ｖ３臺(tái)電機(jī)），根據(jù)工藝流程分為２組，每組３臺(tái)泵。每組的１號(hào)泵配１套變頻調(diào)速裝置，２號(hào)、３號(hào)電機(jī)共用１套軟啟動(dòng)裝置（１拖２）。
采用變頻設(shè)備的目的不外乎兩個(gè)，其一是為了節(jié)能降耗，其二是為了工藝的需要或優(yōu)化。經(jīng)過(guò)各種性能指標(biāo)的綜合比較以及方便今后的維護(hù)、保養(yǎng)，板橋加壓站采用了ＡＢＢ公司的ＡＣＳ８００變頻器、ＰＳＴＢ４７０／５７０軟啟動(dòng)器及主要元器件（斷路器、接觸器等）。
?。校樱裕拢矗罚埃担罚败泦?dòng)器性能穩(wěn)定可靠，操作直觀，能自行實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵的軟啟軟停，既能實(shí)現(xiàn)水泵的無(wú)機(jī)械應(yīng)力啟動(dòng)及有效防止停泵時(shí)水錘對(duì)水泵的危害，并具有各種保護(hù)過(guò)載、短路等功能。ＡＣＳ８００變頻器不但節(jié)能效果好，而且具有調(diào)速平滑、運(yùn)行平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)。它能準(zhǔn)確地判斷電機(jī)負(fù)載的變化，使輸出頻率、電流與電壓關(guān)系達(dá)到優(yōu)化；同時(shí)，在控制電路中運(yùn)用微處理器的高度智能性，結(jié)合軟件設(shè)計(jì)使變頻控制更加靈活方便；具有豐富的信號(hào)采集處理與輸出能力，全面的保護(hù)功能與故障處理能力。ＡＣＳ８００交流變頻器不僅只是一臺(tái)變頻設(shè)備，還相當(dāng)一臺(tái)高性能且使用方便的智能控制設(shè)備。
自來(lái)水自動(dòng)供水系統(tǒng)恒壓供水的實(shí)現(xiàn)方式：
恒壓供水就是利用變頻器的ＰＩＤ或ＰＩ功能實(shí)現(xiàn)的工業(yè)過(guò)程的閉環(huán)控制。即將壓力控制點(diǎn)測(cè)的壓力信號(hào)（４～２０ｍＡ）直接輸入到變頻器中，由變頻器將其與用戶設(shè)定的壓力值進(jìn)行比較，并通過(guò)變頻器內(nèi)置ＰＩＤ運(yùn)算將結(jié)果轉(zhuǎn)換為頻率調(diào)節(jié)信號(hào)調(diào)整水泵電機(jī)的電源頻率，從而實(shí)現(xiàn)控制水泵轉(zhuǎn)速。
恒壓供水系統(tǒng)按壓力控制點(diǎn)位置不同，可分兩類：一是將控制點(diǎn)設(shè)在最不利處，直接按最不利點(diǎn)水壓進(jìn)行工況調(diào)節(jié)；二是將控制點(diǎn)設(shè)于泵站出口，按該點(diǎn)的水壓進(jìn)行工況調(diào)節(jié)，間接的保證最不利點(diǎn)的水壓穩(wěn)定。
壓力控制點(diǎn)設(shè)在水泵出口，按此壓力設(shè)定值變頻調(diào)節(jié)水泵工況是常用方式。這種設(shè)置管理方便，但其技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性能不十分理想，對(duì)用戶而言水壓波動(dòng)范圍大，并在一定程度上導(dǎo)致了靜揚(yáng)程的浪費(fèi)，影響了變頻系統(tǒng)先進(jìn)性能的充分發(fā)揮。將壓力控制點(diǎn)設(shè)在最不利處，可以保證用戶水壓的穩(wěn)定，無(wú)論供水管路等因素發(fā)生什么變化，最不利點(diǎn)的水壓是恒定的，但這種控壓方式又由于存在電纜過(guò)長(zhǎng)、信號(hào)易干擾等問(wèn)題而受到限制。
根據(jù)多年的使用經(jīng)驗(yàn)，將壓力控制點(diǎn)設(shè)在了出廠口管網(wǎng)上，盡可能將壓力控制點(diǎn)靠近最不利點(diǎn)。這種方案對(duì)給水設(shè)備本身無(wú)顯著的影響與改變，又可盡可能的發(fā)揮出變頻調(diào)速供水的先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性。
加壓站在正常供水情況下只運(yùn)行串聯(lián)加壓泵組，以充分利用進(jìn)水管網(wǎng)中的水頭，只有在供水量不能滿足使用要求時(shí)才再開(kāi)啟另一清水池加壓泵組。變頻泵擁有優(yōu)先使用權(quán)，在開(kāi)機(jī)時(shí)，首先啟動(dòng)串聯(lián)加壓泵組１號(hào)變頻泵，如不能滿足供水要求，再由軟啟動(dòng)器啟動(dòng)２號(hào)工頻泵或３號(hào)工頻泵。
作為被控制量的水壓設(shè)定值一般由人工設(shè)定并保持不變，但這種方式并不是最理想方案。我公司通過(guò)總結(jié)多年使用經(jīng)驗(yàn)，在板橋加壓站恒壓供水系統(tǒng)中采用了壓力設(shè)定值由中心控制室的ＰＬＣ系統(tǒng)根據(jù)管網(wǎng)來(lái)水流量、供水流量及用水時(shí)段等綜合因素計(jì)算出，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線自動(dòng)傳給變頻器，實(shí)現(xiàn)了在高峰和低峰供水時(shí)段自動(dòng)變壓變量供水，在夜間不會(huì)由于供水量的減少而產(chǎn)生多余的靜揚(yáng)程，既延長(zhǎng)了設(shè)備、管線的壽命，又達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。經(jīng)過(guò)３個(gè)多月的試運(yùn)行，實(shí)踐證明效果非常明顯。
總 結(jié)：
隨著能源的日趨緊張，合理地利用能源和節(jié)約能源是世界范圍普遍關(guān)注的課題，也是我國(guó)一向十分重視的方針政策。調(diào)速節(jié)能技術(shù)得到了各供水系統(tǒng)的普遍重視。近年來(lái)各種調(diào)速技術(shù)都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，尤其是隨著電子電力技術(shù)的飛速進(jìn)步，變頻調(diào)速得到了極大的完善。過(guò)去困擾變頻技術(shù)發(fā)展的大功率變頻器的生產(chǎn)與應(yīng)用，已經(jīng)有了可喜的發(fā)展，變頻器體積變得更小，價(jià)格趨于合理、性能更加可靠，因此，變頻調(diào)速在自來(lái)水自動(dòng)供水系統(tǒng)已成普及之勢(shì)。液粘調(diào)速、電磁調(diào)速、串級(jí)調(diào)速因有著良好的性價(jià)比，初期投資少的特點(diǎn)也在各自的領(lǐng)域發(fā)揮著積極的作用。對(duì)于大、中功率電機(jī)的調(diào)速，液粘調(diào)速、串級(jí)調(diào)速都是不錯(cuò)的選擇，串級(jí)調(diào)速尤其適合較大功率電機(jī)的調(diào)速。電磁調(diào)速比較適合中、小功率電機(jī)的調(diào)速，例如機(jī)械加速澄清池的攪拌機(jī)的調(diào)速。對(duì)于一些中小型供水系統(tǒng)的供水設(shè)備的技術(shù)改造，液粘調(diào)速、電磁調(diào)速也是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。各供水系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)自身?xiàng)l件和實(shí)際情況，合理選用合適的調(diào)速方式，結(jié)合自動(dòng)化和智能化控制，并根據(jù)供水需求變化的特點(diǎn)，積極探索最佳的節(jié)能效果。
- 上一篇：中贏自動(dòng)加壓供水系統(tǒng)應(yīng)用ABB變頻器的實(shí)例 2013/7/24
- 下一篇：變頻調(diào)速器在無(wú)負(fù)壓穩(wěn)流供水系統(tǒng)中的應(yīng)用 2013/7/24
