自来水厂恒压供水系统中变频器的应用

朱强

摘 要：随着我国各项技术日益发达，电子电力技术在不断完善，变频器的功能也在不断增多，其在恒压供水系统中的运用最为广泛。变频器合理地运用了自身的功能，体现了它在维护产品质量和降低使用成本方面的优势。主要介绍了变频器在恒压供水系统中的应用，从而使更多的相关人员认识和了解变频器的优势。

关键词：恒压供水系统；变频器；自来水厂；PID控制器

中图分类号：TM921.51 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.10.155

恒压供水系统在城市自来水厂均有运用，其为城市生活带来了便捷。相关专业人士在不断研究变频器，恒压供水系统也在不断完善。

1 变频器的组成和工作原理

一般情况下，自来水厂变频器恒压供水系统由数字PID调节器、变频器、二级水泵和压力传感器组成。这种水泵的闭环自动控制恒压供水系统是为了解决水泵供水出现低压或高压等问题，可通过压力传感器对水管网进行压力测试，由数字式PID控制器输出电流，使变频器产生不同频率的电源，迫使电动机以不同的转速转动。当供水压力与设定压力相符时，水量与水总量压力均衡，从而实现恒压供水。

变频技术在变频恒压供水系统中运用广泛，PID技术具有供水压力稳定、水压波动小和节能等优势，这些技术特点在自循环软启方式中实现。循环软启方式的工作原理为：变频泵的工频到50 Hz时，实际供水压力并没有达到控制压力，将实际供水水泵的变频方式转移到另一台水泵的变频方式上，以达到控制压力的目的，且在循环软启方式中，每一台水泵都可起作用，这使循环软启方式具有很大的优势。变频器恒压供水系统的工作原理如图1所示。

图1 变频器恒压供水系统的原理图

2 变频器恒压供水系统的供水方式

恒压供水系统采用“一对一”“一对多”的供水方式。一对一是指当传感器接到压力反馈信息后，由PID改变电动机转速，以稳定水压的供水方式；一对多是指由PLC技术对供水系统进行控制，在变频器运行的情况下，由电机A泵起传导作用，当变频器的变频频率达到最大，出水管网和PLC管网的压力得到信息反馈时，A泵对B泵进行控制，管网供水压力趋于稳定，系统也会在稳定频率内供水。如果水量减少，管网供水的压力将会升高，频率也会降低；反之，则上升。当频率低到0 Hz时，管网内的实际压力在一段时间高于控制压力，变频器会直接使水泵停止工作，直至控制点重新工作。

3 变频器恒压供水系统方案的选择

恒压变频技术广泛运用于水管网中，该技术已非常成熟。恒压变频技术的控制方式为“一对一”“一对多”，具体选择哪种需根据水厂的情况确定。以往，这些控制方法无法完成供水和节能的任务，需要到水厂现场勘察和分析，根据水厂的情况制订出合适的供水方案。当存在同等的供水需求时，1台50 kW水泵的电流消耗量比2台30 kW水泵的消耗量大，但1台50 kW水泵的供水压力比2台30 kW水泵的供水压力小。在实际使用中，同时启用1台30 kW水泵和50 kW水泵，并以变频控制稳定供水压力，没有同时启用1台30 kW工频水泵和1台30 kW变频水泵的效果明显。由此可见，恒压变频系统的选择方案必须根据自来水厂的实际情况确定。

4 变频器恒压供水系统的应用优势

从变频器恒压供水系统具有的优势看，通过控制电动机的转速可使水压达到平稳状态，通过控制水泵的耗电量，可节省电能，同时，变频器恒压供水系统安装便捷、维护方便。因此，使用变频器恒压供水系统后，按照每日5.0×105 t水产能的小型自来水厂计算，效率可得到提高，也可以解决管网漏水的问题。变频器恒压供水系统的功能完整、使用寿命长，它可提供电动机软启功能，减少了设备的投资，同时，也避免了蓄水、提高了水质，在操作时可降低劳动强度、减少人力、减少对水泵的冲击、消除水锤现象和延长水泵的使用寿命。自来水厂运用变频器恒压供水系统供水提高了自来水厂的运行效率。

5 应注意的问题

变频器恒压供水系统在自来水厂中运作时，根据自来水厂的供水情况是否适合现场的实际需要，系统会适当增加或减少供水压力，从而实现供水量的降低。因此，在运用变频器恒压供水系统时应注意以下4点：①选择变频器时，要了解水泵的功率和额定电流情况。只有变频器的额定电流处于水泵电机额定电流1.2～2倍的情况下，才能确保系统不会受到被恶劣环境的影响，实现正常运行。②合理控制变频器的载波频率，消除漏电流对水泵电机产生的影响。③合理控制变频器的线性加、减速的时间和S曲线的时间，确保变频器恒压供水系统运行稳定。④确保变频器的频率不低于25 Hz，水泵压力才不会被破坏。

6 结束语

自来水厂运用变频器恒压供水系统供水不仅稳定、可靠，还节能、省电。在自来水厂使用变频技术解决供水一类的问题，变频器的功能符合自来水厂流量不稳定、变化大和需经常调节的要求，运行和维修费用较低，可解决自来水厂的经济问题，为社会带来一定的经济效益。

参考文献

[1]郑海波.变频器在恒压供水自控系统中的应用[J].科技致富向导，2014（9）：234，263.

[2]沈毅.变频调速在恒压供水系统中的应用[J].交流与探讨，2012（12）：28-29.

〔编辑：张思楠〕