專用變頻器在恒壓供水系統的應用韓江虹！，凌志勇2（1.江西電力高級技工學校，江西南昌330043；2.廣東省電力工業學校，廣東廣州510520）了一個應用實例。

　　供水系統是人們日常生活工作不可缺少的基礎設施，其運行質量的高低，將直接影響人們的生活工作質量。一般而言，生產和生活用水都是通過水廠送至各供水點，然后增壓提升送至廠房、辦公或住宅小區。傳統供水方式可分為重力供水和氣壓供水。重力供水即為水箱和水塔供水，重力供水因其由位置高度所形成的壓力供水，為此需要將水箱置于建筑物屋頂的比較高處，同時由于其存水量較大，在屋頂上形成很大的荷重，增加了結構的承重，占用樓層的建筑面積，有礙美觀，而且投資大，周期長。

　　氣壓供水系統是以氣壓罐代替水塔或高位水箱利用密閉壓力水罐內空氣的壓力，將罐內貯水壓送到管網中去，其優點是靈活性大，建設快，少受污染，不妨礙美觀，有利于抗震、消除管道中的水錘與噪聲；缺點是需用金屬制造，其體積和投資大，壓力變化大，運行效率低，維護費用高，耗費動力較多。

　　近年來為克服傳統供水方式的弊病，新型供水方式發展很快，其中變頻調速恒壓供水技術以其節能、安全、供水高品質等優點，在供水行業得到了廣泛應用。恒壓供水調速系統以水泵電動機無級調速，依據用水量的變化（實際上為供水管網的壓力變化）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，是當今先進、合理的節能型供水系統。與過去的水塔或高位水箱以及氣壓供水方式相比，不論在設備的投資、運行的經濟性，還是在系統的穩定性、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。

　　1變頻恒壓供水技術變頻恒壓供水控制系統的基本控制原理是：采用變頻器實現水泵轉速無級調節而控制水流量。控制系統由變頻器、傳感器與可編程控制器（PLC）構成。變頻器的作用是為電動機提供可變頻率的電源，實現電動機的無級調速；傳感器檢測管網水壓；345不僅可實現泵組、閥門的邏輯控制，并可完成系統的數字3ID調節功能。系統的控制目標是泵站總管的出水壓力，工作人員將預先設定的給水壓力值與反饋的總管壓力實際值進行比較，其差值輸入CPU運算處理后，發出控制指令，控制泵電動機的投運臺數和運行變量泵電動機的轉速，從而將給水總管壓力穩定在設定的壓力值上。

　　在短短的幾年內，調速恒壓供水系統已發展成為主導產品，得到逐步完善和發展。早期的單泵調速恒壓系統也逐漸為多泵系統所代替。目前該產品正向著高可靠性、專業一體化的方向發展；同時它具有標準的通訊接口，可與城市供水系統的上位機聯網，實現城區供水系統的優化控制，為城市供水系統提供了現代化的調度、管理、監控及運行手段。

　　2專用變頻器目前，隨著電力電子技術的發展，電力電子器件的理家近年來紛紛推出了一系列供水新產品：供水專用變頻器，如艾默生的TD2100，ABB公司的ACS600、ACS400系列等。供水專用變頻器是將普通變頻器和PLC控制器集成在一起，集供水管控一體化的系統；內置供水專用PID調節器，只需加一只壓力傳感器，即可方便地組成供水閉環控制系統。由于PID運算在變頻器內部，這就省去了對可編程控制器存儲容量的要求和對PID算法的編程，而且PID參數的在線調試非常容易，這不僅降低了生產成本，而且大大提高了生產效率。由于變頻器內部自帶的PID調節器采用了優化算法，所以使水壓的調節十分平滑、穩定。同時，為了保證水壓反饋信號值的準確、不失真，可對該信號設置濾波時間常數，同時還可對反饋信號進行換算，使系統的調試非常簡單、方便。

　　TD2100是艾默生推出的供水專用變頻器，其功率范圍廣，功能豐富。專用于城鄉住宅小區供水、城市集中供熱供水、無塔供水裝置、工業企業供油、供水裝置等等。

　　其主要功能及特點：根據壓力比較多可實現7臺泵的順序切換；定時實現多臺泵的循環運行；定時啟動和停止泵；自動設定比較多6段壓力運行；存貯7臺電機參數，自動實施保護；12種運行模式任意選擇；超、欠壓控制；消防輸入和缺水保護；內置PID，自整定PI參數；采用標準RS485接口、開放的通信協議；TD2100具有多項供水專用控制功能，使得其應用相當方便1）閉環設定方式數字電壓設定"數字壓力設定；模擬電壓設定"模擬電流設定"上位機串行通訊設定。

　　普通PI控制；UP/DWN端子閉環控制；自學習PI控制；優化模式PI控制。

　　有變頻泵固定/循環工作方式選擇，可采用先啟先停或先啟后停模式，共8種供水組合控制模式?？蓪崿F比較多4臺變頻循環泵或7臺變頻固定泵方式控制。

　　實現每日6個時間段的壓力數字設定。

　　可指定周日或選擇年/周循環方式下的3個指定日期段，并能實現每日6個時間段的壓力數字設定。

　　有4種消防模式可供選擇：恒壓消防、所有泵切換到工頻運行、生活供水照常啟動消防泵、或關閉生活用水啟動消防泵。

　　可設定1臺排污泵，能自動檢測污水池液位或根據液位開關信號實現自動排污。

　　可設定1臺休眠小泵，其中休眠起/止時間、休眠壓力及偏差容限可設。

　　TD2100具有的供水專用控制功能，使系統的調試非常簡單、方便。而且功能強大，大大降低了設備成本，提高了生產效率，節省了安裝調試時間。

　　3應用實例對某員工樓生活供水系統進行改造，實現變頻恒壓供水?？刂乒δ軕獫M足：在手控狀態工作時，當變頻器故障，可由控制柜按鈕直接工頻啟停水泵電機；在變頻手動狀態工作時，由啟停按鈕控制主泵變頻軟啟、軟停方式工作，主泵可由兩臺泵交替轉換"在變頻自動狀態工作時，水泵電機將一天分三個時段運行，三個時段不重疊，各時段間隔可以修改，水泵電機由水壓信號控制按照三個預先水壓設定值變頻工作，主泵可由兩臺泵交替轉換"整個運行過程應由水箱液位信號保護水泵電機，缺水時水泵暫停運行，以保護水泵。其原理見附圖。

　　注：虛線框內的端子為轉換開關的端子，其他端子為變頻器上的端子附圖水泵變頻控制柜原理圖本實例由于采用供水專用變頻器TD2100，使系統的調試非常簡單，而且操作方便、自動化程度高，大大降低了設備成本，節省了安裝調試時間。系統投入運行后供水調峰能力明顯提高，不僅對一天之內的中午和晚上的生活用水高峰能正確自動調節，而且大大減少了開泵、切換和停泵次數，減少了對設備的沖擊，延長了其使用壽命。

　　4結束語自動控制，工作穩定；無級調速，噪音小，節約能量；壓力穩定，穩壓精度高；無沖擊電流，延長水泵壽命等等優點，使得變頻調速恒壓供水技術在供水行業得到了廣泛應用。而供水專用變頻器的出現，使系統的調試更加簡單、方便。克服了以往通用變頻器組成系統復雜、功能少、成本高的缺點。隨著越來越多的供水專用變頻器投入使用，供水系統的運行質量也將越來越高、越來越完善。