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變頻供水設備范文1
關鍵詞：市政給排水；官網；污水處理；
中圖分類號：TU821.3文獻標識碼： A 文章編號：
前言
隨著科技的發展，90年代初，變頻供水方式出現了。變頻供水相對于樓頂高位水箱而言，比較節能、衛生，供水壓力穩定，供水質量高，采用可編程控制，實現全自動運行，操作、維護方便。因此，得到了迅速的推廣，最終取代了屋頂高位水箱。
但是普通的變頻供水在使用的過程中也表現出了一些不盡人意之處。譬如，3~5公斤的自來水直接流入蓄水池，再從蓄水池零壓力的水由水泵加壓到用戶供水管網中，浪費了自來水的初始能量；再如，水池蓄水不衛生，水質在水池中可能會被污染；傳統水池占地面積也比較大，投資較大；定時要對水池進行清洗，浪費人力及水資源。
為了解決以上問題，出現了管網疊壓供水設備。
管網疊壓供水設備顧名思義即是整套供水設備直接接到市政管網，當用戶用水，設備運行時，市政管網不產生負壓，從而不會影響周圍其他用戶用水。
管網疊壓供水設備直接接到市政管網，充分利用管網3~5公斤的壓力，節能效果顯著；自來水在密閉的管路中運行，無二次污染的機會，環保衛生；取消了水池，節省了占地面積。
與傳統的高位水箱及變頻供水相比，管網疊壓供水解決了傳統供水的缺陷，有著不可比擬的優越性。
國家標準、健康、無污染的自來水，也為了使二次供水設施符合市衛生部門的要求，同時降低供水設備日后的運行費用，便于更好的、科學地進行管理，現做出以下對比方案，以供參考。
一、變頻供水設備與管網疊壓給水設備對比表
這種供水方式，投資小，使用經濟。
二、使用管網疊壓設備的可行性
1、由于設備功率變小,再加上分腔室穩壓補償罐。當用戶用水量小時，不用啟動水泵，大大降低了因頻繁啟動水泵而耗掉的電能，同時也降低了因水泵頻繁啟動所造成的壽命減短的缺點，設備壽命可延長2倍以上，這對于我們每個項目都具有極大的優勢。
2、管網疊壓成套設備采用全密閉設計，杜絕了自來水與空氣接觸，真正達到了無二次污染；全套設備選用進口食品級不銹鋼材質，保證對自來水不會產生污染，而變頻設備連接的水箱中的自來水在水箱中存留較長時間，通過排氣口各種雜物小動物極易進入水箱，使水箱產生污染，并存在安全隱患。
3、減少投資，降低運行成本
無負壓設備有效地利用了自來水原有的2-3公斤壓力，差多少，補多少，節能效果極其顯著，可達到30%-70%以上。
節省用電費用：
節省清洗水箱費用：
根據衛生局規定，水箱一年需要清洗二次，不僅浪費大量的自來水，而且每次清洗費用為兩個水箱共計4000元。一年清洗費用為4000元＊2次=8000元，原低位水箱供水整套設備還存在跑、冒、滴、漏等現象。
節約檢測費用：
普通變頻每年檢測一次，二個水箱每次檢測四個出水點，檢測費用1600元/個＊4個=6400元。而使用管網疊壓設備無需檢測。另外，無負壓供水設備無需用紫外消毒器，每年兩套紫外線消毒器燈管更換費用2000元左右，計：12000元＋6400元＋2000元＝20400元。
節省占地面積：
舉例說明：生活給水和中水采用變頻供水設備，兩個占地面積約為160，如果使用罐式管網疊壓供水設備，我們的整套設備只需占地約40。節省占地面積為120，就可以改做它用。
三、結束語
變頻供水設備范文2
關鍵詞：變頻調速；內置PID調節；恒壓供水；PFC控制模式
中圖分類號： O434 文獻標識碼： A
引言
隨著變頻調速技術的發展和人們對生活飲用水品質要求的不斷提高，變頻恒壓供水系統已逐漸取代原有的水塔供水系統，廣泛應用于多層住宅小區生活消防供水系統。由于安全生產和供水質量的特殊需要，對恒壓供水壓力有著嚴格的要求，因而變頻調速技術得到了更加深入的應用。目前變頻恒壓供水系統追求高度智能化、系列化、標準化，是未來供水設備適應城鎮建設中成片開發、智能樓宇、網絡供水調度和整體規劃要求的必然趨勢。
一、國內外發展現狀
變頻恒壓供水是在變頻調速技術的發展之后逐漸發展起來的。在變頻器發展的初期，由于國外生產的變頻器的功能主要限定在頻率的控制，升降速控制，正反轉控制，起動控制以及制動控制，以及各種保護功能。應用在變頻恒壓供水系統中，變頻器僅作為執行機構，為了滿足供水量大小需求不同時，保證管網壓力恒定，需在變頻器外部提供壓力控制器和壓力傳感器，對壓力進行閉環控制。隨著變頻技術的發展和變頻恒壓供水系統的穩定性，可靠性以及自動化程度高等方面的優點以及顯著的節能效果的發現，國外許多生產變頻器的廠家開始自行研究并推出具有恒壓供水功能的變頻器，一些生產變頻器的廠家就推出了適合于恒壓供水系統的應用模式，它具有變頻泵固定方式，變頻泵循環方式等，將PID調節器和PLC簡易可編程控制器等硬件集成在變頻器內。只要搭載配套的恒壓供水單元，便可直接控制多個內置的電磁接觸器工作，可構成最多七臺電機(泵)的供水系統。這類設備微化了電路結構，降低了設備成本。但是也存在著一定的缺點，有些技術指標還不能達到用戶的要求。
二、系統控制要求
以往的恒壓供水設備往往采用諸如利用電接點壓力表等來控制泵的起停，把壓力控制在一定的范圍之內亦或是采用帶有模入/模出的可編程控制器或PID調節器與變頻器配合使用來實現恒壓供水，前者為機械式的聯鎖,運行中存在較大的壓力波動而后者設備成本高，PID算法編程難度大，調試困難。
隨著電力電子技術的發展，變頻器的功能也越來越強，充分利用變頻器內置的各種功能，合理采用帶有內置PID調節器和簡易PLC功能的變頻器和壓力傳感設備來實現恒壓供水，既做到了無級調速下穩定的、高品質的供水質量，又降低了設備成本，提高了生產效率，節省了安裝調試的時間。
水壓由壓力傳感器的信號4-20mA送入變頻器內部的PID模塊，與用戶設定的壓力值進行比較，并通過變頻器內置PID運算將結果轉換為頻率調節信號，以調整水泵電機的電源頻率，從而實現控制水泵轉速。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、不失值，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，使系統的調試更為簡單、方便。
本系統用在辦公大樓的生活用水，根據辦公大樓的用水特點選用ACS510系列的變頻器為主件的供水系統。ACS510系列變頻器有很多種的運行模式可以選擇，根據本次設計使用的特點而選用了PFC控制模式，這是一種交替式水泵控制模式。如圖3.1所示，整個系統由三臺水泵，一臺內置PID調節器的變頻器，一個壓力傳感器及若干輔助部件構成。三臺水泵中每臺泵的出水管均裝有手動閥，以供維修和調節水量之用，三臺泵協調工作以滿足供水需要；變頻供水系統中檢測管路壓力的壓力傳感器，一般采用電阻式傳感器(反饋0～5V電壓信號)或壓力變送器(反饋4～20mA電流)；本系統采用壓力變送器(反饋4～20mA電流)。
本變頻調速恒壓供水系統由執行機構、信號檢測、控制系統、人機界面、以及報警裝置等部分組成。
(1)執行機構
執行機構是由一組水泵組成，它們用于將水供入用戶管網，圖3-3中的3個水泵分為二種類型:
調速泵:是由變頻調速器控制、可以進行變頻調整的水泵，用以根據用水量的變化改變電機的轉速，以維持管網的水壓恒定。
恒速泵:水泵運行只在工頻狀態，速度恒定。它們用于在用水量增大而調速泵的最大供水能力不足時，對供水量進行定量的補充。
(2)信號檢測
在系統控制過程中，需要檢測的信號包括自來水出水水壓信號和報警信號:
水壓信號:它反映的是用戶管網的水壓值，它是恒壓供水控制的主要反饋信號。報警信號:它反映系統是否正常運行，水泵電機是否過載、變頻器是否有異常。該信號為開關量信號。
(3)控制系統
本系統安裝在供水控制柜中，包括變頻器和電控設備兩個部分。
變頻器: 變頻器是供水系統的核心，通過改變電機的頻率實現電機的無極調速、無波動穩壓的效果和各項功能。它是對水泵進行轉速控制的單元。變頻器跟蹤供水控制器送來的控制信號改變調速泵的運行頻率，完成對調速泵的轉速控制。它是整個變頻恒壓供水控制系統的核心。
電控設備:它是由一組接觸器、保護繼電器、轉換開關等電氣元件組成。用于在供水控制器的控制下完成對水泵的切換、手/自動切換等。
(4)控制面板
控制面板是人與機器進行信息交流的途徑。通過控制面板使用者可以更改設定壓力，修改一些系統設定以滿足不同工藝的需求，同時使用者也可以從控制面板上得知系統的一些運行情況及設備的工作狀態。控制面板還可以對系統的運行過程進行監示，對報警進行顯示。
(5)通訊接口
通訊接口是本系統的一個重要組成部分，通過該接口，系統可以和組態軟件以及其他的工業監控系統進行數據交換，同時通過通訊接口，還可以將現代先進的網絡技術應用到本系統中來，例如可以對系統進行遠程的診斷和維護等。
(6)報警裝置
當出現缺相、變頻器故障、液位下限、超壓、差壓等情況時，系統皆能發出聲響報警信號；特別是當出現缺相、變頻器故障、液位下限、超壓時，系統還會自動停機，并發出聲響報警信號，通知維修人員前來維修。此外，變頻器故障時，系統自動停機，此時可切換至手動方式保證系統不間斷供水。
三、適用于恒壓供水系統的應用
應用宏的使用使變頻器的應用更加簡單，調試更加方便，用于水泵的應用宏主要有PID、PFC、SPFC這三種方式。
PID應用宏適用于一臺變頻器拖動一臺水泵的應用，可以做恒壓，恒流量，恒溫等的控制。
PFC應用宏通常用于一臺變頻器拖動多臺水泵的情形。分為兩種功能：一種是無定時切換的PFC，另一種是有定時切換的PFC。選擇無定時切換狀態時，如果增加繼電器的擴展，結果能最多控制七臺電機。一臺電機變頻調速運行，其他的電機恒速運行作為壓力補充。選擇有定時切換狀態時，最多可控制6臺電機。一臺電機變頻調速運行，其他的電機備用恒速運行，并且變頻調速運行可在多臺電機之間互相切換。
SPFC應用宏也稱為帶循環軟啟功能的PFC,該功能可以使變頻器變成一臺軟啟動器加一臺變頻器聯合工作，并且一臺變頻器可拖動六臺電機。但是在這種模式下沒有定時切換功能。循環軟啟動功能工作過程是這樣：當1號電機的工作頻率達到電網的工頻時，電機同傳動單元脫離經過延時后直接接入電網運行，這時2號電機接入傳動單元，2號電機根據變頻器內部PID的預算結果逐漸增加頻率，直到滿足實際的工作壓力。如果有3--6號電機則按照上述的步驟進行啟動。停止時按照標準的PFC運行方式停車。
另外，變頻器內置模塊中還具有火災模式，通常用于緊急情況下的變頻器運行，在消防水系統中可利用這種模式。它可以通過DI口激活，如果此功能被激活變頻器就會忽略絕大多數故障，忽略任何外部命令和給定值，忽略所有的通訊指令，但是可以通過密碼保護。變頻器在緊急情況下會盡可能的延長運行時間，直至自身損毀。火災模式下，變頻器即可以正反轉運行，又可以在PID模式下運行，也可以在恒速下運行。
總之，應用宏的選擇將使變頻器的應用更加簡單，調試更加方便。而且用戶只需設計好所需的應用宏，相關的參數就設置完成了。并且全部邏輯數據都來自變頻器的內部，無需在使用外部PLC控制，節省了外部設備的連接數。使設備的使用更貼近普通用戶。
四、供水系統變頻改造后的運行分析
本變頻恒壓供水系統原理，主要是由內置PID調節器及簡單可編程控制器的變頻器（ABB ACS510）、壓力變送器、液位傳感器、電控設備以及3臺水泵等組成。用戶通過控制柜面板上的指示燈和按鈕、轉換開關來了解和控制系統的運行。
通過安裝在出水管網上的壓力變送器，把出口壓力信號變成4-20mA的標準信號送入變頻器內置PID調節器，調節器將實際壓力與給定壓力進行比較，并經過PID運算，得出調節參數，送給變頻器，由變頻器控制水泵的轉速，調節系統供水量，使供水系統管網中的壓力保持在給定壓力范圍內；當用水量很少時（如深夜），系統壓力長時間無變化，變頻器便進入休眠狀態，水泵停止運行；用水量增加時，系統壓力降到一定值后，變頻器被自動喚醒開始工作，這樣既節約了能源，又減少了設備磨損。
以往的變頻恒壓供水系統在水壓高時，通常是采用停變頻泵，再將變頻器以工頻運行方式切換到正在以工頻運行的泵上進行調節。這種切換的方式理論上要比直接切工頻的方式先進，但其容易引起泵組的頻繁啟停，從而減少設備的使用壽命。而在本系統中，直接停工頻泵，同時由變頻器迅速調節，只要參數設置合適，即可實現泵組的無沖擊切換，使水壓過渡平穩，有效的防止了水壓的大范圍波動及水壓太低時的短時缺水現象，提高了供水品質。
結束語
在供水系統中采用變頻調速運行方式，系統可根據實際設定水壓自動調節水泵電機的轉速或加減泵，按實際需要隨意設定壓力給定值，根據壓差調整水泵的工作情況，實現恒壓供水，使給水泵始終在高效率下運行，在啟動時壓力波動小。使供水系統管網中的壓力保持在給定值，以求最大限度的節能、節水、節地、節資，并使系統處于可靠運行的狀態，實現恒壓供水；減泵時采用“先啟先停”的切換方式，相對于“先啟后?！狈绞?，更能確保各泵使用平均以延長設備的使用壽命；壓力閉環控制，系統用水量任何變化均能使供水管網的服務壓力保持給定，大大提高了供水品質；變頻器故障后仍能保障不間斷供水，同時實現故障消除后自啟動，具有一定的先進性。目前該系統已投入使用，效果明顯。
參考文獻：
[1] 韓安榮。通用變頻器及其應用。 機械工業出版社。2000
[2] 宗紅星。變頻器內置PID功能在恒壓給水系統中的應用。城鎮供水2006
變頻供水設備范文3
關鍵字：變頻調速恒壓供水系統節能降耗節約成本
中圖分類號： TE08 文獻標識碼： A 文章編號：
結合我們公司在變頻調速恒壓供水系統應用中的一些經驗和教訓，我簡單的就變頻調速恒壓供水系統在節能降耗和節約成本這方面的問題談一下個人的心得與體會。我們公司完整的變頻調速恒壓供水系統由專用變壓器、中壓變頻器、中壓電機、PLC控制系統、離心泵、數傳壓力表等構成，其工作原理是由數傳壓力表提供反饋信號給PLC控制系統，通過與PLC中CPU存儲的設定數據進行對比，根據對比結果不斷修正PLC輸出的模擬量信號來對中壓變頻器進行調節，由變頻器的內部控制系統來完成逆變回路的頻率調整，從而改變電機的轉速，以實現對供水管網的恒壓控制。而在變頻調速恒壓供水系統來實現節能降耗、節約成本主要是通過轉速調整、壓力調節來實現的。
轉速調整節能降耗
供水行業中的一個主要特點就是連續運行，因為人民群眾的生產生活都離不開自來水的供應，而用水量也分為多個峰谷階段，這帶來的問題就是管網壓力時時改變，也就要求我們對送水泵的流量、揚程進行不斷的調節。流量和揚程是供水管網中需要調節的兩個主要參數。而調節流量和揚程在原則上有兩大方法；一是截流調節，泵的轉速不變，改變供水管路上閥門的開度來進行調節。采用截流調節時，流量和揚程減小，但是由于拖動電機的輸出功率并沒有很大改變，故而導致配水單耗大幅上升，使得大量能量被白白消耗掉。調節流量和揚程的第二種方法是變速調節，即供水管路的狀態不變(供水閥門度不變)，改變泵的轉速以進行調節，眾所周知由流體機械理論來決定的，在相似工況下，泵的流量，揚程和功率分別與其轉速的一次方、二次方和三次方成正比，所以用調速調節流量和揚程的方法可以大幅度降低配水單耗，從而達到顯著的節能降耗的目的。根據我們運行的經驗，在使用變頻調速恒壓供水系統時平均配水單耗為363.56KWh/Km³Mpa，而在使用工頻供水系統時平均配水單耗達到了452.61KWh/Km³Mpa，所以變頻調速恒壓供水系統的節能效果是非常顯著的。
壓力調節節約成本
變頻供水設備范文4
關鍵詞：LP-160型；智能化；節水設備；循環水系統；變頻；節能
中圖分類號：TM301 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2009）15-0142-02
一、供水設備改造的背景
供水廠短流程水處理系統的平流池提升泵站擔負著二連鑄廠區域供水任務，日供水2.8萬噸，供水泵站配備了三臺水泵機組，其中1#、2#、3#水泵機組為160KW/380V。主要是改造3#機組，改造前水泵機組全部工頻定速運行，供水流量變化完全由人工控制閥門進行調節，來滿足供水的需要，同時增加了工人的勞動強度。由于電機全壓啟動和水泵機組的頻繁啟停帶來的沖擊，引起電機過熱時常發生、水泵和閥門故障率增加，維修費用增大，另外也導致水壓經常波動。為了穩定供水壓力，提高供水能力，提升供水自動化水平，節約能源，降低供水成本，供水廠決定采用智能化節電設備（變頻器）對水泵進行調速改造。
供水廠經多方調研和多方比較性價比，決定選用北京樂普四方方圓科技股份有限公司LP-160型智能化節電設備，對3#水泵機組作調速改造。LP-160型智能化節電設備交―直―交電壓源型變頻器，內置EMC濾波和直流電抗，并串聯了線路電抗器，電磁兼容性完全符合EN55011標準A級或B級的要求，功率因素高，適用于普通電機，性能優越，適合中國國情。
二、改造給水泵組的設備概況
供水廠決定3#水泵機組采用變頻調速改造，采用一托一的形式，即一臺變頻器拖動一臺水泵機組，另外兩臺水泵機組為工頻運行。當變頻器系統發生故障可以切換到工頻狀態運行，對變頻器進行檢修，該泵暫時變為工頻運行。1#、2#、3#水泵機組為同型號機組，其中3#機組（如圖1所示）的主要參數如下：
（一）水泵
型號：KQSN350－M13/357
額定流量：1116t/h額定揚程：37m 額定軸功率：160KW
額定效率： 80%額定轉速：1480r/min
（二）電機
型號：Y3155―4
額定功率：160KW 額定電壓：380V 額定電流：397A
額定功率因數：0.88 額定轉速：1480r/min
三、施耐德ATV61―160型變頻器的功能介紹
供水廠決定選用北京樂普四方方圓科技股份有限公司LP-160型智能化節電設備對二連鑄廠區供水任務的平流池提升泵站3#水泵機組作變頻調速改造。
（一）施耐德ATV61－160型變頻器的主要性能指標
變頻器功率：160KW額定輸出電流：320A
輸入頻率范圍：47～63HZ輸出頻率范圍：0～630HZ
額定輸入電壓：400V輸出電壓范圍：0～400V
允許電壓波動：3AC380-15%；480+10%
過載能力：額定電流的120%，持續60S
變頻器效率：≥98% 防護等級IP20－IP30
通訊：RS-485接口，Modbus網絡接口；支PROFIBUS，USS，Modbus，CANOPEN等協議。
電磁兼容性：選用的EMC濾波器符合EN55011標準A級或B級的要求，設備內置的A極濾波器也符合該標準的要求，諧波含量低于國家標準。
溫度范圍：-10℃～+40℃無降容
安裝高度：海拔1000米以下不須降容；海拔1000米以上，每升高100米電流降容1%，不能超過3000米。
（二）LPL型智能化節電設備主要技術性能
1．手動/自動功能：自動運行功能，根據要求實現無人值守的智能控制。
2．人機對話功能：高清晰、全中文顯示系統的實時狀態。如管網壓力、溫度、變頻器運行頻率、水泵運行狀態和故障等。
3．自動切換功能：通過電氣聯鎖，可實現先啟后停，先停后啟，循環變頻啟動。
4．故障自診斷功能：實時接收運行、故障等反饋信號，實現系統故障的自診斷功能。
5．保護和報警功能：系統具有欠壓、過壓、過流、過載、短路、缺相等保護功能。
6．通訊和擴展功能：可用多種通訊方式與其他設備和上位監控系統進行數據交換。
7．設備安裝方便，操作簡單，運行安全穩定，能夠軟啟軟停，凈化電源，保護設備，延長設備使用壽命。
8．交―直―交電壓源型變頻器，直流380V輸入，直流380V輸出，內置EMC濾波器及直流電抗器，并串聯線路電抗，適配于普通低壓電機，對電機、電纜絕緣無損害，諧波含量完全符合EN55011標準A級或B級的要求。
9．輸入功率因數高，電流諧波小，功率因數可達到0.96以上。
10．單元電路模塊化設計，維護簡單，互換性好。
11．輸出階梯正弦“PWM”波形。
12．低壓主回路與控制器之間為光纖連接，強弱電隔離，安全可靠。
13．完善的故障檢測，精確的故障保護及準確的定位顯示和報警。
14．內置“PLC”，易于改變控制邏輯關系，可靈活選擇現場控制/遠程控制，適應現場多變需求。
15．控制電源與低壓電相互獨立，無高壓可以檢測變頻器輸出，便于現場調試以及培訓操作人員，便于維護。
16．采用準優化“SPWM”調制技術，電壓利用率高。
17．功率單元經24小時高溫老化、150%負載試驗，可靠性高。
18．可接收和輸出多路工業標準信號，可打印輸出運行報表。
變頻器除了以上基本功能以外，還具有如下特殊功能：（1）配置工頻旁路。變頻提供手動旁路開關，使水泵機組既可變頻運行，又可工頻運行。（2）電機溫度自主控制。變頻器對電機溫度進行檢測，并在智能節電設備柜上主界面顯示電機溫度。當電機溫度過高時，變頻器會提供報警信號。（3）具有閥門聯動功能。在開泵和停泵的過程中，值班人員無需再對閥門進行任何操作，減輕了工人的勞動強度，實現開停泵的全部自動化。（4）具有“本地”及“遠程”兩種工作方式。根據用戶的需要，既可以在變頻器旁開停操作及調節參數，也可在遠程的控制室通過微機對水泵進行控制。
四、改造方案
2008年4月變頻器采用吸水井液位進行控制。
依據平流池提升泵站的特點，原三臺水泵機組正常運轉為一臺機組，兩臺水泵機組互為備用，全部是工頻運行。于是安裝一臺設備，考慮到實際工況，為160KW變頻器通過內部切換工頻或變頻運行方式。實際運轉過程可以保證穩定高效運行。
2008年4月，北京樂普四方方圓科技股份有限公司LP-160型智能化節電設備供水廠短流程系統平流池提升泵站安裝，正式投入運行，調試一次成功，并完成變頻器設備驗收工作。改造線路如圖2所示。
圖2中，QF2節電設備開關；QF1原1#水泵機組開關；QS1、QS2手動隔離開關；M是3#水泵機組的電機。
工頻運行時QF1和QS1同時合閘，QF2和QS2不能合閘；變頻運行時QF2和QS2同時合閘，QF1和QS1不能合閘。
五、變頻器運行情況
從變頻器投入運行一年的時間看，用戶完全達到了變頻改造的目的，使用變頻器后有以下優點：
1．操作簡便，易于觀察。變頻器運行時的所有數據及運行狀態在變頻器柜控制面板上觸摸屏都可顯示，如運行頻率，輸入電壓，輸入電流，輸出電壓，輸出電流，開閉環，壓力值等。控制面板上觸摸屏操作簡單明了，觀察方便。
2．電機及水泵機組運行平穩，溫升正常。采用變頻器拖動的3#機組，電機為無錫華達電機有限公司于2004年6月出廠的普通三相異步電動機，水泵為上海凱泉泵業有限公司于2004年4月出廠的離心式清水泵。在水泵機組的整個調速范圍內，電機和水泵都平穩運行，沒有出現異常振動和噪音，電機及水泵的溫升也在正常范圍之內，且變頻器為軟啟動，啟動電流小，對機組的機械沖擊也大幅度減小。
3．變頻器運行穩定，性能良好。LPL低壓變頻器投入運行以來，運行穩定，轉速調節平滑可靠，電壓和電流正常，沒有出現異?，F象。
4．減輕了值班人員的勞動強度。由于變頻器具有泵組聯動功能，隨著供水水量的變化，值班人員在值班時不用人工啟動水泵，變頻器會自動啟動水泵操作，不再需要人工進行操作水泵和閥門，工作量大大減小。
5．液位控制。采用液位控制，用戶只需根據實際供水所需壓力，變頻器自動恒壓運行，液位設定方便，精確穩定，保證管網穩定運行，提高了供水質量。
6．降低了維護費用。由于變頻器對電機實現軟啟動，啟動電流小，對水泵機組沒有任何機械沖擊，相應地延長了水泵、電機及閥門的使用壽命，大大降低了維護工作量和維護成本。
7．節電效果明顯。在供水廠，目前采用多臺水泵并聯供水方式，由于日夜供水量變化大，供水廠一般采用開啟出口閥門大小的方式進行調節，盡管如此，存在一定的能源浪費現象。改造前一般采用水泵機組工頻供水方式。用這種供水方式運行。2008年4月，千噸水耗電指標為116.79KWh，采用了LP-160型智能化節電設備改造后，2008年5月，千噸水耗電指標為86.71KWh，綜合電耗指標下降了25.8%左右。經過測算，一般兩年即可收回設備的成本。
六、結語
從現場運行情況來看，北京樂普四方方圓科技股份有限公司LP-160型智能化節電設備的性能優越，運行安全可靠。不僅可以在新上給水項目采用，也特別適合于舊設備中改造。在供水廠應用智能化節電設備調速技術，不僅提高了供水質量、供水能力，而且降低了供水成本。LP-160型智能化節電設備在供水廠的成功運行，證明了其在水泵調速應用中具有無可比擬的優越性。
參考文獻
變頻供水設備范文5
關鍵詞：變頻技術；變頻調速；供水系統；改造
Abstract: The traditional domestic water supply system to start and stop relying on manual control, resulting in a tremendous waste of resources; frequency control water supply system transformation, greatly improving the stability of the water supply system and reducing energy consumption. Of great significance to the revitalization of the old industrial base, the construction of energy-saving and environment-friendly society.Keywords: inverter technology; frequency control; water supply system; transformation
中圖分類號：TM344.6文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）
概述
變頻調速恒壓供水系統是采用單片機技術、交流變頻技術和電機泵組相結合的新型供水系統。它可以直接取代水塔、高位水箱及傳統的氣壓罐供水裝置，為局部加壓供水開辟了新的途徑。變頻調速供水系統可隨時根據管網用水情況調節水泵轉速，改變供水量，因水泵耗電功率與電機轉速的三次方成正比關系，所以水泵調速運行的節能效果非常明顯，平均耗電量較通常供水方式節省40%。與可編程控制器結合使用，可實現循環變頻，電機軟啟動，具有欠壓保護、過壓保護、短路保護、過流保護功能，工作穩定可靠，大大延長了設備的使用壽命。系統適用范圍廣，占地面積小，操作方便，已成為二十一世紀供水設備領域發展的必然趨勢。
現狀
某公司現有生產生活水泵三臺，將地下水抽至高位水箱，其控制方法為人工控制起停，相應的水泵電機采用直接起動滿載運行的方案。與之相配套的水泵電動機為Y180L-4 型 電機功率7.5Kw，額定電流為15 A；電壓380V、頻率50Hz、轉速1486r/min。運行方式是恒轉速運行。
這樣的控制方式不但操作人員的勞動強度較大而且由于電機總是處于滿載運行狀態造成了大量能源的浪費，同時由于電機起動的沖擊較大使機械設備使用壽命降低。
改造的可行性 上述方法存在明顯的缺陷：水泵起停頻繁，設備沖擊較大易損壞，需專人監控。因此，對生產生活用水系統實施技術改造，降低能源消耗和設備磨損、減輕工人勞動強度，提高生產生活的效率已成大勢所趨。
變頻調速技術是電力電子技術和微電子技術相結合的產物，以其優異的調速特性和顯著的節能效果，在國民經濟的各個領域獲得了廣泛的應用。當今，變頻調速已成為交流電動機轉速調節的最佳方法?？煽啃愿?、又可降低能量消耗，使這一問題獲得圓滿的解決。
改造方案
變頻器我們選擇了日立公司生產的L100型變頻調速器，該變頻調速器可靠性高，供電電源允許波動范圍寬（380V±10%，50~60Hz±5%），抗干擾能力強，控制精度高。
控制器選擇的是北京蘭利東方科技有限公司生產的CPS-21B恒壓供水控制器，該控制器適用于最多有3臺主泵和一臺附屬泵的供水系統。其內部控制邏輯及控制算法均采用先進的現代控制理論進行設計，PID參數免調試，精度高，系統響應速度快，穩定性好。
1.系統的結構設計
（1）水池：系統設地面(地下)水池，水池的容量應根據廠區生產生活用水量要求確定，應滿足生產生活用水的正常需要。為盡大限度的減少造價，充分利用水池容量。
（2）壓力傳感器：設于水泵出水口管網中，將管網中水的壓力信號轉變為電信號，傳送至變頻控制柜中智能恒壓供水控制器的輸入端。
（3）水泵：水泵是整個系統的動力部分，主要用途是增壓供水。泵的選型及數量要以管網在最不利情況(流量最大、揚程最大)為主要依據，為保持泵的經濟運行，應盡量使泵在高效區間運行。利用可編程控制器和變頻調速技術，可將現有水泵統籌安排，將諸多水泵并聯，根據管網壓力變化，依照設定程序，按先開先停的原則順序啟停，全部實現變頻軟啟動，循環運行。由于所有水泵均勻使用，避免了以往備用泵因長期閑置而銹蝕的現象，水泵出現故障也能夠及時發現，及時處理，從而確保水泵處于最佳性能狀態。
（4）變頻控制柜：是整個系統的指揮中樞。它是由變頻器、恒壓給水控制器以及電器元件構成的電路系統，它接收外界各種信息，及時處理，發出指令，控制整套系統自動化、智能化運轉。
2.變頻生產生活恒壓供水系統的工作流程
向生活管網供水時，首先1#泵由變頻器供電工作，水泵電機轉速隨著調節器輸出給變頻器控制信號的變化而改變，以保持管網力壓的穩定。用水量大時，變頻器輸出頻率升高，用水量小時，頻率降低。當頻率上升到50HZ（即水泵全速運轉時）仍不能滿足供水需要時，則PLC自動將1#泵切換到工頻運行，1#泵由電網供電全速運行，2#泵由變頻器供電投入運行，如果2#泵電機達到滿轉速時仍不能滿足供水要求，則PLC自動將A2切換到工頻運行，3#泵由變頻器供電投入運行，依此規律逐個投入運行。所有水泵電機從靜止到旋轉工作都由變頻器來啟動，實現帶載軟啟動，避免了啟動沖擊電流和啟動給水泵電機帶來的機械沖擊。
當1#～3#泵都處于工頻全速運行方式，3#處于變頻運行工作方式時，如此時用水量減小，變頻器輸出頻率下降，當頻率到達下限后，供水量仍大于用水量，則系統自動將1#泵停止運行，同樣，1#泵停機后，如此時供水量還大于用水量，則系統自動將2#泵停止運行，依此類推。如此時用水量又大于供水量，則系統自動將3#泵投入電網工頻運行，1#泵由變頻器供電運行……如此系統實現了循環帶載軟啟動、循環停機的工作方式，保證了管網壓力穩定。
四、 運行效果
該項目于2011年6月24日調試完畢正式投入運行。設定供水管網壓力為0.3Mpa.隨著實際用水量的變化，變頻器輸出頻率（即電機轉速）也隨之改變，一般在35―40HZ之間，管網壓力始終能夠穩定在0.3MPa，系統穩定可靠，操作方便，效果非常顯著。
電機啟動平穩、運行安全可靠
由于變頻器具有軟啟動功能，因此水泵電機機啟動平穩，安全可靠，避免了技術改造前電機啟動時電氣設備、電機的沖擊，減少了噪音污染，降低了上述設備的損耗和維護工作量，延長了設備的使用壽命。
由于變頻器有過壓、欠壓、過流、過載、缺相、短路、過熱等保護功能，對電機及相關設備具有保護作用，避免了以往因線路故障后供電交流故障而損壞電機設備的現象。
2．操作方便，提高運行效率，節約能源
由于利用變頻調速技術控制供水管網壓力，取代了落后的高位水箱 ，工人操作方便，只需通過在控制盤上就可實現。
變頻供水設備范文6
【關鍵詞】變頻器 恒壓供水 電機 冷卻
前言
某工廠有生產、試驗設備多臺套在工作時要水冷卻，為節省成本，采用循環供水的方法，供水泵功率的大小是根據全部設備全開時的最大用水需求而確定的，同時還留有一定的設計余量。現場用2臺110KW水泵電機供水（其中1臺備用）。
根據市場及生產工藝的要求，生產設備不是時時都全部啟用，試驗設備更是很少同時使用，再者，設計時考慮到以后會增加設備，供水能力的余量比較大。故此供水系統在大多數時間都沒有達到滿負荷（根據統計，80%的時間只使用60%的負荷）。在沒有采取恒壓供水前，供水泵不得不一直處于全速運行，多余的水通過節流閥回流到蓄水池，浪費大量的能源；對于水泵和電機來說，它們一直 是全速運行，機械磨損相對也會比較嚴重，出故障的機率也會有所增多；備用電機和水泵，長時間沒運行，容易銹蝕，更容易出現故障。
以變頻器控制的恒壓供水系統的特點
由于以上原因，對冷卻供水系統進行電氣改良，改良后的系統，有以下特點：
變頻恒壓供水能維持冷卻供水管網的壓力恒定，無級調整壓力，供水質量好。
水泵電機經變頻器控制后，電機的啟動是軟啟動，可有效地降低電動機的啟動電流，（其啟動電流僅為硬啟動電流的50%），軟啟動的限流特性可有效限制浪涌電流，避免不必要的沖擊力矩對設備和電機的機械沖擊以及對配電網絡的電流沖擊，有效地減少線路刀閘和接觸器的誤觸發動作。對頻繁啟停的電動機，可有效控制電動機的溫升，延長了電動機、水泵的壽命。
變頻恒壓供水系統可以自動實現多泵循環運行功能，延長了電機水泵的使用壽命。也也避免了備用電機和水泵，長時間沒運行而引起的銹蝕，降低了維護費用。
節能
根據P=1.732IUcosφ，當電壓、電流相同，功率因數高的功率大，變頻器的功率因數接近1，變頻器的的應用，能提高電機功率因數，即使電機在工頻下運行，用變頻器也比不用變頻器省電3-7%。
水泵消耗功率與轉速的三次方成正比，即N=Kn3 ；
式中：N：為水泵消耗功率；
n：為水泵運行時的轉速；
K：為比例系數。
水泵電機設計是按工頻運行時設計的，但供水時除高峰外，大部分時間流量較小，電機轉速較低，水泵運行平均轉速比工頻轉速低20～50%，從而大大降低能耗，節能率可達20%～60%。
節能的效果是顯而易見的。
變頻恒壓供水系統保護功能齊全，具有欠壓、過流、過載、過熱、缺相、短路保護等功能，運行可靠，可實現無人值守運行，節省了人力及物力。
降低生產成本，提高經濟效益
經測算，恒壓供水系統節能率可達20%～60%。3～8個月所節省的電費，就可以收回系統的建設投資。系統無人值守運行，節省人力。
供水系統長期運行，經濟效益相當可觀。
變頻器驅動的恒壓供水系統的實現
變頻恒壓供水的基本原理:以壓力傳感器和變頻器組成閉環系統，根據系統管網的壓力來調節電機的轉速，實現用水高峰時的水壓恒定，和低峰時的變頻的休眠功能，得到恒壓供水和節能的目的。
工廠的恒壓供水系統的水路由：地下水池、水泵、入水管道、水箱、冷卻水管網組成；控制部分由：變頻器、恒壓供水控制器、壓力變送器、高水位信號、低水位信號、電機溫度傳感器、交流接觸器、繼電器等等組成。
當進行生產或試驗時，冷卻水不可以停供，否則，會損壞設備或造成材料的損失，因此，系統設計為雙備份：出水管網安裝2套壓力變送器，2臺抽水電機，手動工頻/自動變頻運行切換。
恒壓供水系統的示意圖。
恒壓供水系統的主控制電路：
兩臺電機為互備，可通過KM4、KM5選擇使用1#泵或2#泵運行，KM4與 KM5為機械互鎖的接觸器，保證水泵電機的正確切換。KM1與 KM2+KM3為手動工頻與自動變頻運行選擇，當自動變頻部分出現故障或系統維保時，可切換為手動工作方式。其為機械互鎖的接觸器，保證選擇變頻運行和工頻運行的正確切換。
實施方案及實施過程中的注意事項如下：
變頻器的選擇
由于變頻器的制造技術已經非常成熟，在市場上都是大品牌的產品，質量上是有保證的，所以在選擇變頻器時，主要是考慮功能、價格。
恒壓供水最好選擇水泵、風機類專用變頻器，在大陸市場上，變頻器比較常見的是歐美系、日系、臺系及國內品牌，歐美系價格較高、日系次之、臺系及國內品牌相近，經綜合考量，臺系變頻器的性價比較高。參考多家的選型手冊，選擇臺達的F系列水泵、風機類專用變頻器：VFD1100F43C。
恒壓供水控制器
由于恒壓供水系統要實現PID運算、變頻泵循環工作方式及無人值守工作，市面上沒有能實現全部功能的控制器，故用單片機自行開發了一套恒壓供水控制器，它能實現如下功能：
恒壓供水的PID運算。
主控、備用電機（水泵）定時輪換工作。
工作時間（小時）自動累計功能。
故障泵退出功能，水泵電機出現損壞時，讓故障電機自動退出工作。
與變頻器通訊，控制變頻器的動作。
在用戶不用水的情況下會自動停機
故障聲光報警。
壓力變送器的選擇及安裝
工業上使用的壓力傳感器一般有電流型與電壓型，電流型一般輸出電流信號：4～ 20mA(也有0～20mA)，電壓型一般輸出電壓信號：0～5V。由于工業現場電磁環境復雜，干擾嚴重，電流信號的抗干擾能力比較強，故此選用電流型壓力變送器。
1米水柱產生的壓強為9.8KPa，水箱高度約21米，產生壓強約206KPa，故選擇量程100～300KPa的壓力變送器。
壓力變送器盡量安裝在水流速度比較小的地方，以減少管路壓力受水流速度的影響
制動電阻R的選擇
變頻器在制動而減速時，由于拖動系統的慣性，電動機處于發電狀態，機械能快速回饋到直流母線上，變頻器會因母線電壓過高而危及系統安全，根據變頻器的容量，可用不同功率的制動單元（制動電阻）將該回饋能量迅速消耗掉，保持直流母線電壓在某一安全范圍以下。
制動電阻與電機的轉矩等多個參數有關，而這些參數有些是變化的，因此準確計算制動電阻比較困難，而且沒有必要，通常情況是采用下列經驗公式算一個近似的值。
制動電阻R≥2UD/Ie
式中，UD＝700V，Ie為變頻器額定電流
VFD1100F43C變頻器額定電流為210A，則制動電阻為3.3Ω，與商家溝通后，沒有這種規格，最后選擇制動電阻為：4Ω/21.6KW的電阻。
抗干擾措施
變頻器本身是諧波干擾源，所以對輸入側（電源側）和輸出側的設備會產生影響，在變頻器內部，主回路對控制回路也會產生影響。
對控制回路采取抗干擾措施
變頻器由主回路和控制回路兩大部分組成，由于主回路的非線性，與主回路相比，變頻器的控制回路卻是小能量、弱信號回路，極易遭受干擾，造成變頻器無法工作。必須對控制回路采取抗干擾措施。
電動機和變頻器之間電纜應穿鋼管敷設或用鎧裝電纜，并與其他弱電信號在不同的電纜槽分別敷設，避免輻射干擾
信號線采用屏蔽線，且布線時與變頻器主回路及易產生電弧的斷路器和接觸器錯開一定距離(至少20cm以上)。分離困難時，將控制電纜穿過鐵管鋪設。
將控制導線絞合，絞合間距越小，鋪設的路線越短，抗干擾效果越好。
變頻器使用專用接地線，且用粗短線接地，電纜的接地在變頻器側進行，鄰近其他電器設備的地線必須與變頻器配線分開，使用短線。這樣可在很大程度上抑制內部噪聲的耦合，防止外部干擾的侵入，提高系統的抗干擾能力。也能有效抑制電流諧波對鄰近設備的輻射干擾。
減少變頻器對其他電器設備及電網的干擾
變頻器的高頻化和大容量化，其內部電壓．電流發生劇變，運行時產生高次諧波，不但給器件造成很大的電應力，還在裝置的輸入、輸出引線及周圍空間產生高頻電磁噪聲，對其他電器設備的工作造成干擾，在變頻器輸入側安裝LC型諧波濾波器，且屏蔽接地，可有效減少變頻器對其他電器設備的干擾。
系統的散熱
變頻器、制動電阻、電機的發熱量都較大，需要正確安裝及采取必要的散熱措施。
在電氣控制柜頂部安裝1個300mm軸流風機，變頻器須垂直安裝并緊固在電氣柜內。其上部，下部必須留有至少 100mm 的間隙，左部，右部必須留有至少 50mm 的間隙。制動電阻須垂直安裝并緊固在隔熱的面板上，其上部，下部必須留有至少 100mm 的間隙，制動電阻的兩側不應妨礙冷卻空氣的流通。
由于水泵電動機不是變頻電機，在長時間低速運行時，電機的散熱風扇因轉速低而散熱效果差，電動機易發熱，因此增加冷卻風機是必要的，可為每臺電機專門配備一臺300mm軸流風機強制冷卻水泵電機。
結束語
恒壓供水系統的投入使用，提高了供水質量，滿足生產工藝的要求，提高產品質量；電機實現軟啟動，延長了設備的使用壽命；節能效果顯著，可無人值守運行，節省了人力，降低生產成本，提高經濟效益。
參考文獻
《MICROMASTER 430 簡明調試指南》西門子（中國）有限公司技術支持部
《MICROMASTER 430通用型變頻器 使用大全》西門子（中國）有限公司技術支持部 2003
