浅谈变频供水技术

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1、浅谈变频供水技术［摘要］科学技术的不断发展，自动化系统在水利工程屮的应用日趋广泛。供水与输水作为重耍水利工程，其原有的管理和运行模式已不能适应现代化水利工程管理运行的需要。变频供水技术以其节能、安全、供水高品质等优点，能够有效提高供水输水工程的运行管理能力，在水利行业中得到了广泛应用。［关键词］水利工程；自动化；变频；供水；中图分类号：TV文献标识码：A>a刖s随着自动化的快速发展和在各个领域的渗透，使基于自动化技术的水利工程建设和管理发展到了一个新的水平，并展示出了强劲的生命力和应用前景。特别是变频供水技术的成熟和迅速普及，给水利自动化提出了新的要

2、求。近年来，伴随着大量供水输水工程的建设及改造，变频供水技术在水利工程中的运用越来越广泛。变频供水技术的广泛应用标志着水利行业技术水平随着时代的发展不断进步。二、变频器简介变频器的英文译名是VFD(Variable-frequencyDrive),是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式來控制交流电动机的电力传动元件。变频器之所以能实现対电动机的调速功能，主要是变频器能够将电源的三相（或单相）交流电，经整流桥整流为直流电（交一直变换）,再把直流电经逆变器变为电压和频率可调的三相（或单相）交流电源（直一交变换）。其间电能不发生

3、任何变化，而只冇频率发生改变。三相井步电动机的转速计算公式为：式中：n―转速；fl―供电频率；s--异步电动机转差率；p—磁极对数。由上述公式可知，异步电动机调速的途经冇改变磁极对数、改变转差率和调整供电频率。三、变频与供水关系论述在供水系统中，流量是最根本的控制对象。由水泵一管道供水原理可知，调节供水流量，原则上有二种方法；一是节流调节，开大供水阀，流量上升；关小供水阀，流量下降。调节流量的第二种方法是调速调节,水泵转速升高，供水流量增加；转速下降，流量降低，对于用水流量经常变化的场合（例如生活用水），采用调速调节流量，具有优良的节能效果。变频器控

4、制水泵，主要是通过变频器控制水泵的转速來调节水的流量，在普通泵的基础上增加了变频器控制。其工作原理为：风机水泵类负载，电机能耗与转速的立方成正比，使用变频控制水泵较使用进、出口阀门调节水泵要更加节能。由于水泵的轴功率与转速的立方成正比，因此水泵用变频器来调节转速能实现压力或流量的自动控制，同时可获得大量节能。另外使用变频器控制还可以减少起动电流和对泵的冲击，泵停车时还可以通过参数设置来避免泵的水锤效应。变频供水技术以其节能、安全、供水高品质等优点，在供水行业得到了广泛应用。变频供水系统实现水泵电动机无级调速，依据用水量的变化(实现上为供水管网的压力变

5、化)自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水耍求，是当今先进、合理的节能型供水系统。在实际应用中如何充分利用变频器内置的各种功能，对合理设计变频器速供水系统，降低成本、保证产品质量等有着重要意义。四、变频供水的安全问题研究(1)水锤效应的产生与消除界步电动机在全电压启动时，从静止状态加速到额定转速所需耍的时间只有0.25so这意味着在0.25s的时间里，水的流量将从零猛增到额定流量。由于水具有动量和不可压缩性，因此，在极短时间内流量的巨大变化将引起对管道的压强过高或过低的冲击，并产生空化现象。压力冲击将使管壁受力而产牛噪声，犹

6、如锤了敲击管子一样，故称为水锤效应。在直接停机时，供水系统的水头将克服电动机的惯性而使系统急剧地停止。这也同样会引起压力冲击和水锤效应。山此可以看出，产生水锤效应的根本原因，是由于启动和制动过程中的动态转矩太大。水锤效应具有极大的破坏性:压强过高，将引起管道的破裂，反之，压强过低又会导致管道的瘪塌。此外，水锤效应也可能破坏水泵、阀门和固定件，大大降低供水质量。采用了变频调速后，可以通过对升速时间的预置来延长启动过程，使动态转矩大为减小，在系统停机过程中，同样可以通过对降速时间的预置來延长停机过程，减小动态转矩，从而彻底消除水锤效应，大大延长了水泵及管

7、道系统的寿命。(2)供水电机及电网的保护由于变频供水基本上都采用了变频软启动，启动频率低，启动电流小,因此，除了对供水机泵和供水管网冇保护作用，还能有效地防止大电流对电机和电网的冲击，对供水电机和电网有良好的保护作用，供水系统电机直接启动与变频启动的对比表如下表所示。五、对变频干扰的处理凡是安装有变频器的测控系统一般都伴随着电磁干扰的问题。变频器的干扰问题一般分为变频器自身干扰；外界设备产生的电磁波对变频器干扰；变频器对其它弱电设备干扰3类情况。变频器自身就是一个干扰源。变频器山主回路和控制回路两大部分组成，变频器主冋路主要由整流电路，逆变电路，控制

8、电路组成，其中整流电路和逆变电路由电力电子器件组成，电力、电子器件具有非线性特性，当变频器运行时，它要进行快