对变频恒压给水泵站电气设计探析

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1、对变频恒压给水泵站电气设计探析　　摘要：本文首先对变频恒压给水系统的组成进行总结，从节能因素、生产工艺因素、占地面积因素、智能因素、软启、软停因素等各个方面对变频方案进行分析，从负载特性、运行模式以及容量确定三个方面对变频器的选择进行研究，对变频器内部故障保护进行探讨，又按照相关规范，提出消防应急要求，以期对于变频恒压给水泵站电气设计水平的提高，起到一定的促进作用。关键词：变频恒压；给水泵站；电气设计；节能高效中图分类号：TV文献标识码：A文章编号：1、引言恒压给水泵站是以水泵电动机无极调速，根据用水量的随时变化，进行运行参数的自动调节，即使供水管网水压发生变化时，确保水压保持

2、恒定，以满足用水要求，这是当今最为科学、合理的供水系统，变频恒压给水泵站电气和传统的供水方式相比，不仅是在经济性，还是稳定性方面都有所提升，而且节能效果良好，因此被广泛应用。本文对变频恒压给水泵站电气设计进行探讨，不足之处，敬请指正。2、变频恒压给水系统的组成8变频恒压给水系统一般包括生产、生活以及消防公用调节水池、加压水泵以及给水管网等，本给水泵站采用的是一台变频器和一台加压水泵电机进行联合合作的模式，按照泵站出口压力的信号，对加压水泵电机的启动、停止、变频、切换、增减运行泵数量以及恒压要求等进行控制。目前，变频器恒压供水系统除了包括变频器、水泵以及动力控制线路之外，还有许多

3、调节器和传感器，比如PID调节器和液压传感器等，其中变频器才是系统的关键部分。系统通过压力传感器，对水管出水管口压力进行监控，然后将信号转变成4~20mA的标准信号，然后传送给PID调节器，经过计算并且与给定压力参数进行对比，将校正参数传送给变频器，然后由变频器对水泵的转速进行控制，以期达到调节系统的供水量的目的，确保供水系统管网压力恒定在以固定数值上。如果供水负载发生变化，将把变化的信号传给PID调节器，调节器负责调控变频器的频率，实现水泵转速的调节，以及闭环控制系统的控制。如果变频器和PID调节合二为一，就不必选用外置的PID调节器。那么当用水量超标时，可以通过PID控制器

4、和水泵，按照用水量的大小对继电控制线路进行调节，或者PLC控制工作水泵数量，以及实现水泵调速，确保供水恒压。3、变频方案3.1节能因素8变频恒压给水泵站的电机容量往往较大，而且其中一部分连续运行，采用变频调速系统能够使得给水泵站长期运行在高效状态。据数据调查显示，如果变频器和水泵电站是采取1控1的方案时，可以节省点能20%~60%，本工程设计时就是为了考虑前期投资的限制，采用了1个变频器和1个水泵电机的控制方案，因此节电率也倍受限制。以上这两种方案的节电效果是有一定差别的，需要进行技术经济分析和比较才能确定。3.2生产工艺因素生产用水对于水压的浮动是有一定要求的，不能超出上下限

5、之外，确保设备不受水压影响，因此必须采用恒压供水。3.3占地面积因素在一定程度上，可以节省高位水箱和稳压罐等供水设备的占地面积。3.4智能因素变频器方面设置通讯输出接口，可以便捷的进行智能化升级需求，完成无人值守。3.5软启、软停因素变频器的软启和软停功能，在一定程度上降低了启动电流对于电机本身和供电系统的影响，除此之外还消除了水锤效应，避免管网冲击现象，确保管网压力不超出限制，以及管道和设备等受到损害。4、变频器的选择84.1负载特性泵类负载属于一种平方转矩的负载，可以选择V/f模式通用变频器，或者选用水泵专用变频器，其中还有变频器内置多泵控制器，无需另外添置PLC器件编程控

6、制。因此，本工程选用内置有多泵控制器的水泵专用变频器，采取1个变频器和1台水泵电机的控制模式。4.2运行模式变频器可以对多台水泵电机进行启动、运行等各种模式的控制，比较常见的有，先启动后停止、先启动先停止、各泵以此循环启动以及按照泵的运行时间进行自动切换等，变频器仅仅控制一台泵，按照变频器输出功率对其他泵的启动和停止进行实时控制。为了控制方便准确，本工程选用的一对一的模式进行控制。在进行变频/工频的切换环节，需要一个短暂的延时，当电机反电动势下降之后进行工频电源的运行，防止冲击电流。4.3容量确定本工程泵站还需要一定的消防功能，按照相关规范，消防水泵电机应该在一定的过载范围内，

7、然而变频器过载能力有限，比如说一个变频器在110%额定电流下可以不间断运行1min，间隔时间为5min；另外一个变频器在150%额定电流下可以不间断运行1min，在180%额定电流下运行3s。因此，在对变频器进行选择时，尽量选择容量8比水泵电机大一级的变频器，确保不要因为变频器过载而导致消防事故。除此之外，变频器的选择还需要考虑额定功率，而不能仅仅看变频器的可配用电动机功率；另一方面还需要考虑海拔高度、温度等对变频器的降容问题，需要一个环境校正因子。5、变频器内部故障保护变频器本身含有过电压