双城市恒压变频供水设备*

双城市恒压变频供水设备*

选型说明

    变频供水设备主要由变频控制柜、压力传感器、水泵等组成。变频控制柜由断路器、变频器、接触器、中间继电器、PLC等组成。

供水系统

（1）蓄水池容量应大于每小时大供水量。

（2）水泵扬程应大于实际供水高度。

（3）水泵流量总和应大于实际大供水量。

（4）变频控制柜选型：用户可根据供水量和供水高度确定水泵型号及台数，然后对控制柜进行选型。

变频器

    根据工艺要求，建议配用ABB ACS600系列变频器。ACS 600系列变频器是ABB采用直接转矩控制（DTC）技术，结合诸多的工艺推出的高性能变频器。

设备特点

    自动变频恒压供水设备能根据用户的实际用水量和使用压力自动检测，调节电动机的转速（耗电量），使设备始终处于强效率的工作状态。

供水管网压力稳定

    自动变频恒压供水设备由微机构成自动闭环控制，能在0.5秒内使变化的压力恢复正常，压力调节精度为设定值的±5%。

占地小、投资少，安装工期短

    自动变频恒压供水设备与其他老式供水设备相比节约占地3~16倍，比建水塔节约投资15%~60%。设备，组装、方便，运输及安装工期短。

保护功能，，

    自动变频恒压供水设备主机采用变频调速器，自身具欠压、过压、过流、过载、短路、过热、失速防止等保护功能，故障运用达10小时以上。设备配电控制部分，采用化控制原理，，设备工作状况一目了然，便于非人员很快熟练掌握。

供水功能，系数高

    自动变频恒压供水设备局部出现故障时，能启用应急功能继续供水。良邦设备可与市政供水网自动并网，并具双恒压功能，即能满足生活用水的正常压力和流量，能在出现火情时自动转换为高压大流量供水，可一机多用。

硬件构成

    系统采用压力传感器、PLC和变频器作为控制装置，实现所需功能。 来源:输配电设备网安装在管网干线上的压力传感器，用于检测管网的水压，将压力转化为4～20 mA的电流或者是0~10V的电压信号，提供给变频器。

    变频器是水泵电机的控制设备，能按照水压恒定需要将0～50 Hz的频率信号供给水泵电机，调整其转速，变频器，即预先编置好的参数集，将使用过程中所需设定的参数数量减小到小，参数的缺省值依宏的而不同。系统采用PID控制的宏，进行闭环控制。变频器根据恒压时对应的电压设定值与从压力传感器获得的反馈电流信号，利用PID控制宏自动调节，改变频率输出值来调节所控制的水泵电机转速，以管网压力恒定要求。

变频恒压给水设备变频控制原理

   用变频调速来实现恒压供水，与用调节阀门来实现恒压供水相比，效果十分突出(可根据具体情况计算出来)。其优点是：

    a、 起动平衡，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击;

    b、 由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等的使用寿命;

    c、 可以消除起动和停机时的水锤效应。

压罐大小计算

定压系统中（变频供水、恒压供水等）膨胀罐的选型

    为避免水泵频繁启动，膨胀罐的调节容积应满足一定时间的水泵流量（L/min），计算公式如下：V = K×Amax

K = 水泵的工作系数，随水泵功率不同而变化，具体见下表：

P（HP） 1-2 2-4 5-8 9-12 >12

K 0.25 0.375 0.625 0.875 1

Amax = 水泵的大流量（L/min）

Pmax = 水泵的工作压力（水泵停机时系统的压力）

Pmin = 水泵的低工作压力（水泵启动时系统的压力）

Ppre = 压罐的预充压力

V = 压罐的体积

使用操作

    1.设备使用前手盘水泵转子.应摩擦.卡滞现象;

    2.用500V低压插表检测电机绝缘。应为0.5M O以上:

    3.控制仪表及线路损坏:

    4.开水泵阀.关闭出口阀.逐一打开泵的阀.待液体充满泵腔后关闭阀:

    5.将转换开关置于手动位置.空载点动水泵.其运转方向与标注箭头*;

    6.手动逐台启停水泵.检查水泵运转异常现象。

系统优点

    变频恒压供水设备同其它供水方式相比较，除了具突出的效果外，还以下显而易见的优点：

    1、恒压供水技术因采用变频器改变电动机电源频率，而达到调节水泵转速改变水泵出口压力，比靠调节阀门的控制水泵出口压力的方式，具降低管道阻力大大减少截流损失的效能。

    2、由于变量泵工作在变频工况，在其出口流量小于额定流量，泵转速降低，减少了轴承的磨损和发热，延长泵和电动机的机械使用寿命。

    3、水泵电动机采用软启动方式，按设定的加速时间加速，避免电动机启动时的电流冲击，对电网电压造成波动的影响，同时也避免了电动机突然加速造成泵系统的喘振。*消除水锤现象。

    4、实现恒压，不需要操作人员频繁操作，降低了人员的劳动强度，节省了人力。

变频调速的点及分析
    用户用水量一般是动态的，因此供水不足或供水过剩的情况时发生。而用水和供水之间的不平衡集中反映在供水的压力上，即用水多而供水少，则压力低；用水少而供水多，则压力大。保持供水压力的恒定，可使供水和用水之间保持平衡，即用水多时供水也多，用水少时供水也少，从而提高了供水的质量。
    恒压供水系统对于用户是非常重要的。在生活供水时，若自来水供水因故压力不足或短时断水，可能影响生活质量，严重时会影响生存安，如发生火灾时，若供水压力不足或或水，不能迅速灭火，可能引起重大损失和人员伤亡。所以，用水区域采用正艺恒压供水系统，能产生较大的效益和社会效益。随着电力技术的发展，变频调速技术的日臻完善，以变频调速为核心的供水控制系统取代了以往高位水箱和压力罐等供水设备，起动平稳，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击；由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等东西的使用寿命；可以消除起动和停机时的水锤效应。其稳定安的性能、简单方便的操作方式、以及齐周到的功能，将使供水实现节水、节电、节省人力，终达到强效率的。
变频方式
    通常在同一路供水系统中，设置多台常用泵，供水量大时多台泵开，供水量小时开一台或两台。在采用变频调速进行恒压供水时，就用两种方式，其一是所水泵配用一台变频器；其二是每台水泵配用一台变频器。后种方法根据压力反馈信号，通过PID运算自动调整变频器输出频率，改变电动机转速，终达到管网恒压的，就一个闭环回路，较简单，但成本高。前种方法成本低，性能不比后种差，但控制程序较复杂，是未来的发展方向。
PID控制原理
   根据反馈原理：要想维持一个物理量不变或基本不变，就应该引这个物理量与恒值比较，形成闭环系统。我们要想保持水 压的恒定，因此就必须引入水压反馈值与给定值比较，从而形成闭环系统。但被控制的系统点是非线性、大惯性的系统，控制和PID相结合的方法，在压力波动较大时使用模糊控制，以加快响应速度；在压力范围较小时采用PID来保持静态精度。这通过PLC加仪表可时现该算法，同时对PLC的编程来时现泵的工频与变频之间的切换。实践证明，使用这种方法是可行的，而且造价也不高。
    要想维持供水网的压力不变，根据反馈定理在管网系统的管理上安装了压力变送器作为反馈元件，由于供水系统管道长、管径大，管网的充压都较慢，故系统是一个大滞后系统，不易直接采用PID调节器进行控制，而采用PLC参与控制的方式来实现对控制系统调节。
变频控制原理
    用变频调速来实现恒压供水，与用调节阀门来实现恒压供水相比，效果十分突出（可根据具体情况计算出来）。其优点是：
    1、 起动平衡，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击；
    2、 由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等的使用寿命；
   3、 可以消除起动和停机时的水锤效应；
    一般地说，当由一台变频器控制一台电动机时，只需使变频器的配用电动机容量与实际电动机容量相符即可。当一台变频器同时控制两台电动机时，原则上变频器的配用电动机容量应等于两台电动机的容量之和。但如在高峰负载时的用水量比两台水泵速供水量相差很多时，工程师建议，可考虑适当减小变频器的容量，但应注意留足够的容量。
    虽然水泵在低速时，电动机的工作电流较小。但是，当用户的用水量变化频繁时，电动机将处于频繁的升、降速状态，而升、降速的电流可略过电动机的额定电流，导致电动机过热。因此，电动机的热保护是必需的。对于这种由于频繁地升、降速而积累起来的温升，变频器内的电子热保护功能是难以起到保护的，所以应采用热继电器来进行电动机的热保护。
    在主要功能预置方面，zui高频率应以电动机的额定频率为变频器的zui高工作频率。升、降速时间在采用PID调节器的情况下，升、降速时间应尽量设定得短一些，以免影响由PID调节器决定的动态响应过程。如变频器本身具PID调节功能时，只要在预置时设定PID功能效，则所设定的升速和降速时间将自动失效。

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