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中用水量發生變化時，出口壓力保持不變的供水方式。供水網系出口壓力值是根據用戶需求確定的。傳統的恒壓供水方式是采用水塔、高位水箱、氣壓罐等設施實現的。隨著變頻調速技術的日益成熟和廣泛應用，利用變頻器、PID調節器、單片機、PLC等器件的有機結合，構成控制系統，調節水泵的輸出流量，實現恒壓供水。該技術已在供水行業普及。變頻恒壓供水系統主要特點：

1、節電：變頻恒壓供水系統的最顯著優點就是節約電能，節能量通常在10-40%。從單臺水泵的節能來看，流量越小，節能量越大。

2、運行可靠：變頻恒壓供水系統實現了系統供水壓力穩定，由變頻器實現泵的軟起動，使水泵實現由工頻到變頻的無沖擊切換，防止管網沖擊、避免管網壓力超限，管道破裂。

3、衛生節水：根據實際用水情況設定管網壓力，自動控制水泵出水量，減少了水的跑、漏現象；系統實行閉環供水后，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：新型的小區變頻恒壓供水系統具備了過流、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、保養如某臺泵出現故障，主動向上位機發出報警信息，同時啟動備用泵，以維持供水平衡。萬一自控系統出現故障，用戶可以直接操作手動系統，以保護供水。

6、延長設備壽命、保護電網穩定：使用變頻器后，機泵的轉速不再是長期維持額定轉速運行，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。變頻器的無級調速運行，實現了機泵軟啟動，避免了電機開停時的大電流對電機線圈和電網的沖擊，消除了水泵的水錘效應。

二、變頻恒壓供水系統組成　

變頻恒壓供水系統通常是由水源、離心泵、壓力傳感器、PID調節器、變頻器、管網組成。工作流程是利用設置在管網上的壓力傳感器將管網系統內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調節器，PID調節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速，使得管網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。前種方法是根據壓力反饋信號，通過PID運算自動調整變頻器輸出頻率，改變電動機轉速，最終達到管網恒壓的目的，就一個閉環回路，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，同時管網壓力信號逐漸增加，出水管網的壓力信號與恒壓供水器PLC管網壓力設定信號負反饋閉環，當電機頻率上升到最高頻率，而管網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，同時變頻器經過時間延遲，對2#泵進行變頻控制。當管網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，而管網在一設定時間內還高于設定壓力，變頻器切斷當前變頻控制泵，轉而控制下一個原工頻控制泵，變頻器在水泵控制轉換過程中，逐漸輪換使用水泵，使每個水泵的利用率均等，增加系統可靠性。

恒壓供水控制系統框圖

三、系統應用范圍

1、自來水廠、加壓泵房。

2、高層建筑，城鄉居民小區，企事業等生活用水。

3、企業生產用水：各類工業需要恒壓控制的用水，冷卻水循環，熱力網水循環，鍋爐循環水，鍋爐補水等。

4、農田灌溉系統。

5、中央空調系統。　　　

6、農田灌溉，污水處理，人造噴泉。

7、各種流體恒壓控制系統。