變頻調速器在恒壓供水方面的應用分析

武海清

摘 要：為了保證城市供水系統在運行方面的穩定性，應認識到城市供水系統的特點以及變頻調速設備的作用，結合供水系統的實際作用進行科學的管理，保證城市供水的穩定。本文就恒壓類型供水方面變頻調速設備的使用進行了分析。

關鍵詞：變頻調速器；供水；恒壓類型

水是人們生活中必備的關鍵性資源，現代城市居住人數總量在持續增加，這樣就給城市供水系統帶來了較大的壓力，需要供水系統能優化當前供水體系中設備以及技術，保證供水質量的穩定。而在當前機械設備不斷發展的現代，也出現變頻調速類型設備，是供水管理質量有了顯著的提升。

1 變頻調速器設備的特點

各地區居民的用水量常處于不斷變化當中，季節因素、氣候因素、居民生活習慣等因素均可能會對用水的多少產生影響，這也使得供水系統可能會運行中出現供水過剩或者是供水不足的情況。而供水系統運行中水量過多或者是水量過小還會對供水的水壓大小造成影響。如果供水量多而用水量少，會導致供水系統的整體壓力較低；而供水系統的供水量過大而用水量較小，則會導致供水系統的整體壓力較高。這種供水壓力高低起伏的情況會對居民的正常用水產生干擾，使供水質量難以得到維持恒定。

在過去的供水體系當中，通常會將水箱放置到較高的位置上，利用水具有的動力勢能以及壓力罐設備來實現供水系統的正常運行。但這種運行模式可能會在供水水壓穩定性方面存在不足，給居民正常用水帶來不確定性，不利供水體系的穩定運行。在過去供水系統弊端逐漸顯現的當代也出現了眾多新型的供水模式，其中變頻調速類型供水系統就是其中的典型代表，通過這種設備的使用就能讓供水系統中的水壓趨于穩定。并且這種變頻調速設備的功能性以及穩定性也正在逐步提升，目前該設備在使用中可以實現穩定啟動，這也就避免了設備在強制啟動的情況下對供水系統穩定性造成的影響，進一步強化了供水系統的穩定性。

這種供水壓力調節設備在實際使用的階段中也在不斷的優化，使這一設備的可操控性能、節能性能都得到了明顯的強化，促進了這一設備性能的全面提升，進而帶動了供水體系的供水質量的發展。

2 恒壓供水類型變頻設備的運用

為了能在保證居民用水正常的同時還能達到良好的節能效果，當代供水系統通常會采用根據需要調整運行水泵的數量，當社會對供水需求量較高的時候讓供水系統中的水泵全部高效運轉，提升供水系統的實際性能；而當居民用水量偏低的時候，也可以通過關閉一部分水泵的方式來降低供水系統的能耗，讓供水系統的運行更加節能。但這種水泵分組運行的模式在實行的時候會出現壓力方面的問題，對供水系統的穩定性造成影響，所以現代供水系統在運行的時候為了保證水壓的穩定通常會配備變頻調速設備對水壓進行管控。

當前使用變頻調速設備進行恒壓供水的時候通常有兩種模式，一種所有供水水泵共同配備一臺變頻調速設備的模式，由一臺變頻調速設備對所有的水泵進行同時管理；另一種是每臺水泵均配備一臺變頻調速設備的模式，實現調節設備對水泵的一對一管理。這兩種運行管理模式各有特點，在實際的供水水壓調節管理中發揮了不同的作用。水泵和變頻調速設備一一配對組合的方式，能讓變頻調速設備對水泵進行高效、精準的管理，這種管理模式雖然簡單，但在實際的實行中由于需要多臺變頻調速設備進行輔助，增加了供水系統的整體成本。

3 控制原理分析

根據反饋原理：要想維持一個物理量不變或基本不變，就應該引這個物理量與恒值比較，形成閉環系統。我們要想保持水壓的恒定，因此就必須引入水壓反饋值與給定值比較，從而形成閉環系統。但被控制的系統特點是非線性、大慣性的系統，現在控制和PID相結合的方法，在壓力波動較大時使用模糊控制，以加快響應速度；在壓力范圍較小時采用PID來保持靜態精度。這通過PLC加智能儀表可時現該算法，同時對PLC的編程來時現泵的工頻與變頻之間的切換。實踐證明，使用這種方法是可行的，而目造價也不高。

4 控制原理分析

用變頻調速來實現恒壓供水，與用調節閥門來實現恒壓供水相比，節能效果十分顯著。起動平衡，起動電流可限制在額定電流以內，從而避免了起動時對電網的沖擊。由于泵的平均轉速降低了，從而可延長泵和閥門等的使用壽命。可以消除起動和停機時的水錘效應；一般地說。當由一臺變頻器控制一臺電動機時，只需使變頻器的配用電動機容量與實際電動機容量相符即可。當一臺變頻器同時控制兩臺電動機時，原則上變頻器的配用電動機容量應等于兩臺電動機的容量之和。

雖然水泵在低速運行時，電動機的工作電流較小。但是，當用戶的用水量變化頻繁時，電動機將處于頻繁的升、降速狀態，而升、降速的電流可略超過電動機的額定電流，導致電動機過熱。因此，電動機的熱保護是必需的。對于這種由于頻繁地升、降速而積累起來的溫升，變頻器內的電子熱保護功能是難以起到保護作用的，所以應采用熱繼電器來進行電動機的熱保護。

在主要功能預置方面，最高頻率應以電動機的額定頻率為變頻器的最高工作頻率。升、降速時間在采用PID調節器的情況下，升、降速時間應盡量設定得短一些，以免影響由PID調節器決定的動態響應過程。如變頻器本身具有PID調節功能時，只要在預置時設定PID功能有效，則所設定的升速和降速時間將自動失效。

5 恒壓供水系統特點

優化的節能控制軟件，使水泵實現最大限度地節能運行。根據實際用水情況設定管網壓力，自動控制水泵m水量，減少了水的跑、漏現象。運行可靠：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。采用全中文工控組態軟件，實時監控各個站點，如電機的電壓、電流、工作頻率、管網壓力及流量等。并且能夠累積每個站點的用電量，累積每臺泵的出水量，同時提供各種形式的打印報表，以便分析統計。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 結束語

現代城市在發展中，其各方面均發生了全面的提升，而水資源是人們能正常生活的基礎，當前城市對供水質量也有了更高的要求，需要城市供水能在水壓方面有良好質量。這也就需要供水系統管理人員不斷的對供水設備以及供水技術進行優化，讓供水系統在運行方面有更強大的作用。

參考文獻

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