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　　摘 要：水廠擔任了地區的重要供水任務，目前日設計供水量為4O萬噸。擁有原一期泵房、二期泵房及此次技術改造中新建的三期泵房。新泵房建成后，將逐步淘汰一期泵房的小功率水泵設備。進行設備變頻改造的是原二期泵房的9#泵及新泵房的15#水泵，兩臺水泵電機的功率均為560KW，用兩臺6KV／560KW變頻器分別進行控制。采用變頻器對水泵進行控制的目的：減輕水泵啟停及水量調節時對管網造成的沖擊；保持水泵出口閥門最大，通過改變變頻器的輸出頻率（電機速度）調節供水量，以節約原來通過改變閥門開度調劑供水量時浪費在閥門上的能源；通過變頻器實現水壓閉環控制，保持管網水壓的恒定。

　　關鍵詞：變頻器；恒壓；供水

　　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，使供水行業的技術裝備水平從90年代初開始經歷了一次飛躍。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。

　　1 恒壓供水原理

　　通過管網中壓力傳感器將信號送入變頻控制裝置中，恒壓控制器（由PLC和軟件組成），恒壓控制器將信號送人變頻控制器，當管網中壓力增大時，恒壓控制器輸出的值增大，即變頻器輸入端值增大，使得速度電壓下降，同時控制電機速度下降，水泵軸功率減小，水泵的流量減少，當到達所需恒定壓力值時，此時系統處于動態平衡。當管網中壓力減小時，這時恒壓控制器中的輸出值減小，即變頻器輸入端值減小，從而使得變頻器速度電壓下降，直到動態平衡。當夜晚不用水時，由于管網壓力已達恒定，此時電機不轉，水泵停止工作。因為N=KHQ，Q=0時，N=0。系統處于等待狀態。當白天用水量增大，或日、夜有用水量變化時，Q跟隨變化，N也跟隨變化，因而造成壓力也跟隨變化，從而達到恒壓動態調節水的流量。

　　2 變頻、軟啟設備的選型

　　采用變頻設備的目的不外乎兩個，其一是為了節能降耗，其二是為了工藝的需要或優化。經過各種性能指標的綜合比較以及方便今后的維護、保養，水廠采用了ABB公司的ACS800變頻器、PSTIM70／570軟啟動器及主要元器件（斷路器、接觸器等）。PSTB470／570軟啟動器性能穩定可靠，操作直觀，能自行實現對水泵的軟啟軟停，既能實現水泵的無機械應力啟動及有效防止停泵時水錘對水泵的危害，并具有各種保護過載、短路等功能。

　　ACS800變頻器不但節能效果好，而且具有調速平滑、運行平穩等優點。它能準確地判斷電機負載的變化，使輸出頻率、電流與電壓關系達到優化；同時，在控制電路中運用微處理器的高度智能性，結合軟件設計使變頻控制更加靈活方便；具有豐富的信號采集處理與輸出能力，全面的保護功能與故障處理能力。ACS800交流變頻器不僅只是一臺變頻設備，還相當一臺高性能且使用方便的智能控制設備。根據水廠操作及維護人員的意見，反映電動閥門在手動控制其開啟或關閉的過程中，由于機械或電氣原因，常會出現打開過度或關閉過度的情形，稱閥門過力矩。一旦閥門過力矩，要求變頻器能提供報警。應用戶要求，變頻器配置了該功能。電機溫度自動控制變頻器對電機溫度進行檢測，并在變頻器主界面上提供電機溫度值顯示。在變頻器的模擬輸人通道參數設定中，用戶可以設定電機超溫報警、過熱跳閘保護、電機冷風機啟動、電機冷風機關閉四個溫度值，實現變頻器對電機的溫度監測和自動保護功能。

　　3 配置工頻旁路三：恒壓供水的實現方式

　　3．1 壓力控制點的選擇 恒壓供水系統按壓力控制點位置不同，如圖所示可分兩類：一是將控制點設在最不利處，直接按最不利點水壓進行1=況調節；二是將控制點設于泵站出口，按該點的水壓進行工況調節，間接的保證最不利點的水壓穩定。壓力控制點設在水泵出口，按此壓力設定值變頻調節水泵工況是常用方式。這種設置管理方便，但其技術、經濟性能不十分理想。對用戶而言水壓波動范圍大，并在一定程度上導致了靜揚程的浪費，影響了變頻系統先進性能的充分發揮。將壓力控制點設在最不利處，可以保證用戶水壓的穩定，無論供水管路等因素發生什么變化，最不利點的水壓是恒定的，但這種控壓方式又由于存在電纜過長、信號易干擾等問題而受到限制。根據多年的使用經驗，將壓力控制點設在了出廠口管網上，盡可能將壓力控制點靠近最不利點。這種方案對給水設備本身無顯著的影響與改變，又可盡可能的發揮出變頻調速供水的先進性和經濟性。

　　3．2 控制過程 　　

　　水廠在正常供水情況下只運行串聯加壓泵組，以充分利用進水管網中的水頭，只有在供水量不能滿足使用要求時才再開啟另一清水池加壓泵組。變頻泵擁有優先使用權，在開機時，首先啟動串聯加壓泵組1號變頻泵，如不能滿足供水要求，再由軟啟動器啟動2號工頻泵或四、變頻器應用效果從變頻器投入運行4個多月的運行效果看，完全達到了用戶進行水泵變頻改造的目的，較改造前其優越性體現于。① 操作簡便，易于觀察。變頻器運行時的所有數據及運行狀態在值班室內上位機的顯示屏都可直觀的了解：如運行頻率，泵口及管網水壓，變頻器輸入、輸出側的電壓、電流，開環或閉環運行狀態等；只需掌握了計算機的最基本的操作即可完成水壓或頻率的給定，加減速，啟泵與停泵的操作等。即使操作失誤，相應的保護功能也很完善。比如正常操作中不慎點擊了停機鍵，在運行頻率緩慢下降過程中，仍可通過點擊啟動鍵重新恢復正常狀態。② 啟泵與停泵完全實現了自動控制。根據經驗，用戶在參數設定頁設定了允許開閥的最小水壓（0．48MP），在啟動水泵升速過程中，水泵出1：3水壓逐漸增高，當大于設定的“允許開閥最小水壓”時，閥門開始打開，直至開全。在停泵時，閥門同步關閉，閥門關嚴后自動開始減速停機。變頻器故障停機時，會自動發出關閉閥門指令。如果開泵時，閥門因各種原兇未能開全，將提示“閥門沒有開全”，停泵時，如閥門未關嚴，將提示“閥門沒有關嚴”。在對閥門進行檢修時，可通過設定將閥門聯鎖功能取消。這樣在開泵和停泵過程中，值班人員無需再對閥門執行任何操作，不僅減少了操作的失誤，由于變頻器平穩的啟動與停機過程，也不會造成對管網的沖擊。

　　水廠恒壓供水系統憑借自身技術力量和實踐經驗成功開發的，它不但為企業帶來了高效益、高自動化，也為交流變頻設備在供水行業中的應用方式做了有益的探索。新型供水方式與過去的水塔或高位水箱以及氣壓供水方式相比，不論是設備的投資，運行的經濟性，還是系統的穩定性、可靠性、自動化程度等方面都具有無法比擬的優勢，而且具有顯著的節能效果。隨著供水行業應用者水平的不斷提高，供水工藝的不斷革新，必將有越來越多的新技術、新方案得到開發、使用。