變頻器在恒壓供水上的應用

　一、概述

　　恒壓供水是指在供水網(wǎng)中用水量發(fā)生變化時，出口壓力保持不變的供水方式。供水網(wǎng)系出口壓力值是根據(jù)用戶需求確定的。傳統(tǒng)的恒壓供水方式是采用水塔、高位水箱、氣壓罐等設施實現(xiàn)的。隨著變頻調(diào)速技術的日益成熟和廣泛應用，利用變頻器、PID調(diào)節(jié)器、單片機、PLC等器件的有機結合，構成控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)水泵的輸出流量，實現(xiàn)恒壓供水。該技術已在供水行業(yè)普及。變頻恒壓供水系統(tǒng)主要特點：

1、節(jié)電：變頻恒壓供水系統(tǒng)的最顯著優(yōu)點就是節(jié)約電能，節(jié)能量通常在10-40%。從單臺水泵的節(jié)能來看，流量越小，節(jié)能量越大。

2、運行可靠：變頻恒壓供水系統(tǒng)實現(xiàn)了系統(tǒng)供水壓力穩(wěn)定，由變頻器實現(xiàn)泵的軟起動，使水泵實現(xiàn)由工頻到變頻的無沖擊切換，防止管網(wǎng)沖擊、避免管網(wǎng)壓力超限，管道破裂。

3、衛(wèi)生節(jié)水：根據(jù)實際用水情況設定管網(wǎng)壓力，自動控制水泵出水量，減少了水的跑、漏現(xiàn)象；系統(tǒng)實行閉環(huán)供水后，用戶的水全部由管道直接供給，取消了水塔、天面水池、氣壓罐等設施，避免了用水的“二次污染”，取消了水池定期清理的工作。

4、控制靈活：分段供水，定時供水，手動選擇工作方式。

5、自我保護功能完善：新型的小區(qū)變頻恒壓供水系統(tǒng)具備了過流、過壓、欠壓、欠相、短路保護、瞬時停電保護、過載、失速保護、低液位保護、主泵定時輪換控制等功能，功能完善，全自動控制，自動運行，泵房不設崗位，只需派人定期檢查、保養(yǎng)如某臺泵出現(xiàn)故障，主動向上位機發(fā)出報警信息，同時啟動備用泵，以維持供水平衡。萬一自控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，用戶可以直接操作手動系統(tǒng)，以保護供水。

6、延長設備壽命、保護電網(wǎng)穩(wěn)定：使用變頻器后，機泵的轉(zhuǎn)速不再是長期維持額定轉(zhuǎn)速運行，減少了機械磨損，降低了機泵故障率，而且主泵定時輪換控制功能自動定時輪換主泵運行，保證各泵磨損均勻且不銹死，延長了機泵使用壽命。變頻器的無級調(diào)速運行，實現(xiàn)了機泵軟啟動，避免了電機開停時的大電流對電機線圈和電網(wǎng)的沖擊，消除了水泵的水錘效應。

二、變頻恒壓供水系統(tǒng)組成　

變頻恒壓供水系統(tǒng)通常是由水源、離心泵、壓力傳感器、PID調(diào)節(jié)器、變頻器、管網(wǎng)組成。工作流程是利用設置在管網(wǎng)上的壓力傳感器將管網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)因用水量的變化引起的水壓變化，及時將信號（4-20mA或0-10V）反饋PID調(diào)節(jié)器，PID調(diào)節(jié)器對比設定控制壓力進行運算后給出相應的變頻指令，改變水泵的運行或轉(zhuǎn)速，使得管網(wǎng)的水壓與控制壓力一致。

用變頻器進行恒壓供水時有兩種方式，一種是一臺變頻器控制一臺水泵；另一種是一臺變頻器控制幾臺水泵。前種方法是根據(jù)壓力反饋信號，通過PID運算自動調(diào)整變頻器輸出頻率，改變電動機轉(zhuǎn)速，最終達到管網(wǎng)恒壓的目的，就一個閉環(huán)回路，較簡單。后種需要利用恒壓供水器PLC（如圖），當變頻器被投入自動運行時，1#泵電機接觸器首先被控制導通，變頻器輸出頻率上升，同時管網(wǎng)壓力信號逐漸增加，出水管網(wǎng)的壓力信號與恒壓供水器PLC管網(wǎng)壓力設定信號負反饋閉環(huán)，當電機頻率上升到最高頻率，而管網(wǎng)壓力達不到設定要求時，變頻器立即控制工頻接通1#泵，使1#泵全速投入運行，同時變頻器經(jīng)過時間延遲，對2#泵進行變頻控制。當管網(wǎng)壓力與設定壓力基本平衡時，變頻器控制當前變頻電機維持在一定的頻率，當水需求量減少，管網(wǎng)壓力逐漸升高，變頻器輸出頻率降低，當變頻器輸出頻率低至0HZ，而管網(wǎng)在一設定時間內(nèi)還高于設定壓力，變頻器切斷當前變頻控制泵，轉(zhuǎn)而控制下一個原工頻控制泵，變頻器在水泵控制轉(zhuǎn)換過程中，逐漸輪換使用水泵，使每個水泵的利用率均等，增加系統(tǒng)可靠性。

恒壓供水控制系統(tǒng)框圖

三、系統(tǒng)應用范圍

1、自來水廠、加壓泵房。

2、高層建筑，城鄉(xiāng)居民小區(qū)，企事業(yè)等生活用水。

3、企業(yè)生產(chǎn)用水：各類工業(yè)需要恒壓控制的用水，冷卻水循環(huán)，熱力網(wǎng)水循環(huán)，鍋爐循環(huán)水，鍋爐補水等。

4、農(nóng)田灌溉系統(tǒng)。

5、中央空調(diào)系統(tǒng)。　　　

6、農(nóng)田灌溉，污水處理，人造噴泉。

7、各種流體恒壓控制系統(tǒng)。