变频调速器在恒压供水方面的应用分析

武海清

摘 要：为了保证城市供水系统在运行方面的稳定性，应认识到城市供水系统的特点以及变频调速设备的作用，结合供水系统的实际作用进行科学的管理，保证城市供水的稳定。本文就恒压类型供水方面变频调速设备的使用进行了分析。

关键词：变频调速器；供水；恒压类型

水是人们生活中必备的关键性资源，现代城市居住人数总量在持续增加，这样就给城市供水系统带来了较大的压力，需要供水系统能优化当前供水体系中设备以及技术，保证供水质量的稳定。而在当前机械设备不断发展的现代，也出现变频调速类型设备，是供水管理质量有了显著的提升。

1 变频调速器设备的特点

各地区居民的用水量常处于不断变化当中，季节因素、气候因素、居民生活习惯等因素均可能会对用水的多少产生影响，这也使得供水系统可能会运行中出现供水过剩或者是供水不足的情况。而供水系统运行中水量过多或者是水量过小还会对供水的水压大小造成影响。如果供水量多而用水量少，会导致供水系统的整体压力较低；而供水系统的供水量过大而用水量较小，则会导致供水系统的整体压力较高。这种供水压力高低起伏的情况会对居民的正常用水产生干扰，使供水质量难以得到维持恒定。

在过去的供水体系当中，通常会将水箱放置到较高的位置上，利用水具有的动力势能以及压力罐设备来实现供水系统的正常运行。但这种运行模式可能会在供水水压稳定性方面存在不足，给居民正常用水带来不确定性，不利供水体系的稳定运行。在过去供水系统弊端逐渐显现的当代也出现了众多新型的供水模式，其中变频调速类型供水系统就是其中的典型代表，通过这种设备的使用就能让供水系统中的水压趋于稳定。并且这种变频调速设备的功能性以及稳定性也正在逐步提升，目前该设备在使用中可以实现稳定启动，这也就避免了设备在强制启动的情况下对供水系统稳定性造成的影响，进一步强化了供水系统的稳定性。

这种供水压力调节设备在实际使用的阶段中也在不断的优化，使这一设备的可操控性能、节能性能都得到了明显的强化，促进了这一设备性能的全面提升，进而带动了供水体系的供水质量的发展。

2 恒壓供水类型变频设备的运用

为了能在保证居民用水正常的同时还能达到良好的节能效果，当代供水系统通常会采用根据需要调整运行水泵的数量，当社会对供水需求量较高的时候让供水系统中的水泵全部高效运转，提升供水系统的实际性能；而当居民用水量偏低的时候，也可以通过关闭一部分水泵的方式来降低供水系统的能耗，让供水系统的运行更加节能。但这种水泵分组运行的模式在实行的时候会出现压力方面的问题，对供水系统的稳定性造成影响，所以现代供水系统在运行的时候为了保证水压的稳定通常会配备变频调速设备对水压进行管控。

当前使用变频调速设备进行恒压供水的时候通常有两种模式，一种所有供水水泵共同配备一台变频调速设备的模式，由一台变频调速设备对所有的水泵进行同时管理；另一种是每台水泵均配备一台变频调速设备的模式，实现调节设备对水泵的一对一管理。这两种运行管理模式各有特点，在实际的供水水压调节管理中发挥了不同的作用。水泵和变频调速设备一一配对组合的方式，能让变频调速设备对水泵进行高效、精准的管理，这种管理模式虽然简单，但在实际的实行中由于需要多台变频调速设备进行辅助，增加了供水系统的整体成本。

3 控制原理分析

根据反馈原理：要想维持一个物理量不变或基本不变，就应该引这个物理量与恒值比较，形成闭环系统。我们要想保持水压的恒定，因此就必须引入水压反馈值与给定值比较，从而形成闭环系统。但被控制的系统特点是非线性、大惯性的系统，现在控制和PID相结合的方法，在压力波动较大时使用模糊控制，以加快响应速度；在压力范围较小时采用PID来保持静态精度。这通过PLC加智能仪表可时现该算法，同时对PLC的编程来时现泵的工频与变频之间的切换。实践证明，使用这种方法是可行的，而目造价也不高。

4 控制原理分析

用变频调速来实现恒压供水，与用调节阀门来实现恒压供水相比，节能效果十分显著。起动平衡，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击。由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等的使用寿命。可以消除起动和停机时的水锤效应；一般地说。当由一台变频器控制一台电动机时，只需使变频器的配用电动机容量与实际电动机容量相符即可。当一台变频器同时控制两台电动机时，原则上变频器的配用电动机容量应等于两台电动机的容量之和。

虽然水泵在低速运行时，电动机的工作电流较小。但是，当用户的用水量变化频繁时，电动机将处于频繁的升、降速状态，而升、降速的电流可略超过电动机的额定电流，导致电动机过热。因此，电动机的热保护是必需的。对于这种由于频繁地升、降速而积累起来的温升，变频器内的电子热保护功能是难以起到保护作用的，所以应采用热继电器来进行电动机的热保护。

在主要功能预置方面，最高频率应以电动机的额定频率为变频器的最高工作频率。升、降速时间在采用PID调节器的情况下，升、降速时间应尽量设定得短一些，以免影响由PID调节器决定的动态响应过程。如变频器本身具有PID调节功能时，只要在预置时设定PID功能有效，则所设定的升速和降速时间将自动失效。

5 恒压供水系统特点

优化的节能控制软件，使水泵实现最大限度地节能运行。根据实际用水情况设定管网压力，自动控制水泵m水量，减少了水的跑、漏现象。运行可靠：由变频器实现泵的软起动，使水泵实现由工频到变频的无冲击切换，防止管网冲击、避免管网压力超限，管道破裂。采用全中文工控组态软件，实时监控各个站点，如电机的电压、电流、工作频率、管网压力及流量等。并且能够累积每个站点的用电量，累积每台泵的出水量，同时提供各种形式的打印报表，以便分析统计。如某台泵出现故障，主动向上位机发出报警信息，同时启动备用泵，以维持供水平衡。万一自控系统出现故障，用户可以直接操作手动系统，以保护供水。

6 结束语

现代城市在发展中，其各方面均发生了全面的提升，而水资源是人们能正常生活的基础，当前城市对供水质量也有了更高的要求，需要城市供水能在水压方面有良好质量。这也就需要供水系统管理人员不断的对供水设备以及供水技术进行优化，让供水系统在运行方面有更强大的作用。

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