系統(tǒng)概述:
21世紀人類面臨三大難題：能源、資源、和環(huán)境，我國有15億人口，三大難題的壓力就比世界上任何一個國家更加突出。幸好我國的變頻技術(shù)已經(jīng)有了飛速發(fā)展，這種技術(shù)將是我們解決三大問題的有力武器。節(jié)約能源、節(jié)約資源對一個企業(yè)來說是節(jié)約資金的問題，對整個國家、整個人類來說則是利在當代功在千秋的大事業(yè)。
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隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，電力電子器件的理論研究和制造工藝水平的不斷提高，電力電子器件在容量、耐壓、特性和類型等方面得到了很大的發(fā)展。進入90年代電力電子器件向著大容量、高頻率、響應快、低損耗的方向發(fā)展。作為應用現(xiàn)代電力電子器件與微計算機技術(shù)有機結(jié)合的交流變頻調(diào)速裝置，隨著產(chǎn)品的開發(fā)創(chuàng)新和推廣應用，使得交流異步電動機調(diào)速領(lǐng)域發(fā)生一場巨大的技術(shù)革命。目前自動恒壓供水系統(tǒng)應用的電動機調(diào)速裝置均采用交流變頻技術(shù).
恒壓供水控制系統(tǒng)的基本控制策略是：采用電動機調(diào)速裝置作為控制系統(tǒng)，進行優(yōu)化控制泵組的調(diào)速運行，并自動調(diào)整泵組的運行臺數(shù)，完成供水壓力的閉環(huán)控制，在管網(wǎng)流量變化時達到穩(wěn)定供水壓力和節(jié)約電能的目的。系統(tǒng)的控制目標是泵站總管的出水壓力，系統(tǒng)設定的給水壓力值與反饋的總管壓力實際值進行比較，其差值經(jīng)過運算處理后，發(fā)出控制指令，控制泵電動機的投運臺數(shù)和運行變量泵電動機的轉(zhuǎn)速，從而達到給水總管壓力穩(wěn)定在設定的壓力值上
系統(tǒng)分析：
西安二零四兵器工業(yè)研究所，進行泵房恒壓供水項目改造，該泵房有20KW電機一臺，40KW電機兩臺，自耦降壓柜三臺，用于生產(chǎn)和生活供水，送水的最高樓層為5層，工作狀態(tài)為：20KW的電機持續(xù)處于工作狀態(tài)，當水壓降低，不能正常供水時則啟動另外一臺或兩臺40KW的電機。這種情況的缺點是：供水管網(wǎng)的壓力不穩(wěn)定，對管網(wǎng)的使用壽命會造成一定的影響，電機頻繁開關(guān)，給操作人員帶來煩瑣的工作
解決方案：
204所的管網(wǎng)系統(tǒng)中，由于管網(wǎng)是封閉的，泵站供水的流量是由用戶用水量決定的，因此供水系統(tǒng)的設定壓力應該根據(jù)流量的變化而不斷修正設定值，這種恒壓供水技術(shù)稱為變量恒壓供水，即供水系統(tǒng)供水壓力為恒值而泵站出口總管壓力連續(xù)可調(diào)。典型的自動恒壓供水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示；系統(tǒng)具有控制水泵出口總管壓力恒定、變流量供水功能，系統(tǒng)通過安裝在出水總管上的壓力表，實時將壓力非電量信號轉(zhuǎn)換為電信號，輸入變頻器，信號經(jīng)運算處理后與設定的信號進行比較運算，得出最佳的運行工況參數(shù)，控制泵站投運水泵的臺數(shù)及變量泵的運行工況，并實現(xiàn)對每臺水泵實施軟啟動、軟切換及變頻運行。系統(tǒng)可根據(jù)用戶用水量的變化，自動確定泵組的水泵的循環(huán)運行，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性及供水的質(zhì)量。
系統(tǒng)功能：
該系統(tǒng)選用TD2100艾默生變頻器。該系統(tǒng)中具有功能：
自動切換變頻/工頻運行功能
工作方式：當啟信號輸入時變頻器啟動第一臺泵當該泵達到最高頻率時，變頻器將該泵切換到工頻運行，變頻器啟動下一臺泵變頻運行，相反當泵停止條件成立時，先停止最先啟動的泵。
改造后設備的優(yōu)點：
1.恒壓供水技術(shù)因采用變頻器改變電動機電源頻率，而達到調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速改變水泵出口壓力，比靠調(diào)節(jié)閥門的控制水泵出口壓力的方式，具有降低管道阻力大大減少截流損失的效能。
2.由于變量泵工作在變頻工況，在其出口流量小于額定流量時，泵轉(zhuǎn)速降低，減少了軸承的磨損和發(fā)熱，延長泵和電動機的機械使用壽命。
3.因?qū)崿F(xiàn)恒壓自動控制，不需要操作人員頻繁操作，降低了人員的勞動強度，節(jié)省了人力。
4.水泵電動機采用軟啟動方式，按設定的加速時間加速，避免電動機啟動時的電流沖擊，對電網(wǎng)電壓造成波動的影響，同時也避免了電動機突然加速造成泵系統(tǒng)的喘振。
5.由于變量泵工作在變頻工作狀態(tài)，在其運行過程中其轉(zhuǎn)速是由外供水量決定的，故系統(tǒng)在運行過程中可節(jié)約可觀的電能，其經(jīng)濟效益是十分明顯的。由于其節(jié)電效果明顯，所以系統(tǒng)具有收回投資快，而長期受益，其產(chǎn)生的社會效益也是非常巨大。
