专用变频器在恒压供水系统的应用韩江虹！，凌志勇2（1.江西电力##技工学校，江西南昌330043；2.广东省电力工业学校，广东广州510520）了一个应用实例。

　　供水系统是人们日常生活工作不可缺少的基础设施，其运行质量的高低，将直接影响人们的生活工作质量。一般而言，生产和生活用水都是通过水厂送至各供水点，然后增压提升送至厂房、办公或住宅小区。传统供水方式可分为重力供水和气压供水。重力供水即为水箱和水塔供水，重力供水因其由位置高度所形成的压力供水，为此需要将水箱置于建筑物屋顶的*高处，同时由于其存水量较大，在屋顶上形成很大的荷重，增加了结构的承重，占用楼层的建筑面积，有碍美观，而且投资大，周期长。

　　气压供水系统是以气压罐代替水塔或高位水箱利用密闭压力水罐内空气的压力，将罐内贮水压送到管网中去，其优点是灵活性大，建设快，少受污染，不妨碍美观，有利于抗震、消除管道中的水锤与噪声；缺点是需用金属制造，其体积和投资大，压力变化大，运行效率低，维护费用高，耗费动力较多。

　　近年来为克服传统供水方式的弊病，新型供水方式发展很快，其中变频调速恒压供水技术以其节能、安全、供水高品质等优点，在供水行业得到了广泛应用。恒压供水调速系统以水泵电动机无级调速，依据用水量的变化（实际上为供水管网的压力变化）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要求，是当今先进、合理的节能型供水系统。与过去的水塔或高位水箱以及气压供水方式相比，不论在设备的投资、运行的经济性，还是在系统的稳定性、可靠性、自动化程度等方面，都具有无法比拟的优势，而且具有显著的节能效果。

　　1变频恒压供水技术变频恒压供水控制系统的基本控制原理是：采用变频器实现水泵转速无级调节而控制水流量。控制系统由变频器、传感器与可编程控制器（PLC）构成。变频器的作用是为电动机提供可变频率的电源，实现电动机的无级调速；传感器检测管网水压；345不仅可实现泵组、阀门的逻辑控制，并可完成系统的数字3ID调节功能。系统的控制目标是泵站总管的出水压力，工作人员将预先设定的给水压力值与反馈的总管压力实际值进行比较，其差值输入CPU运算处理后，发出控制指令，控制泵电动机的投运台数和运行变量泵电动机的转速，从而将给水总管压力稳定在设定的压力值上。

　　在短短的几年内，调速恒压供水系统已发展成为主导产品，得到逐步完善和发展。早期的单泵调速恒压系统也逐渐为多泵系统所代替。目前该产品正向着高可靠性、专业一体化的方向发展；同时它具有标准的通讯接口，可与城市供水系统的上位机联网，实现城区供水系统的优化控制，为城市供水系统提供了现代化的调度、管理、监控及运行手段。

　　2专用变频器目前，随着电力电子技术的发展，电力电子器件的理家近年来纷纷推出了一系列供水新产品：供水专用变频器，如艾默生的TD2100，ABB公司的ACS600、ACS400系列等。供水专用变频器是将普通变频器和PLC控制器集成在一起，集供水管控一体化的系统；内置供水专用PID调节器，只需加一只压力传感器，即可方便地组成供水闭环控制系统。由于PID运算在变频器内部，这就省去了对可编程控制器存储容量的要求和对PID算法的编程，而且PID参数的在线调试非常容易，这不仅降低了生产成本，而且大大提高了生产效率。由于变频器内部自带的PID调节器采用了优化算法，所以使水压的调节十分平滑、稳定。同时，为了保证水压反馈信号值的准确、不失真，可对该信号设置滤波时间常数，同时还可对反馈信号进行换算，使系统的调试非常简单、方便。

　　TD2100是艾默生推出的供水专用变频器，其功率范围广，功能丰富。专用于城乡住宅小区供水、城市集中供热供水、无塔供水装置、工业企业供油、供水装置等等。

　　其主要功能及特点：根据压力*多可实现7台泵的顺序切换；定时实现多台泵的循环运行；定时启动和停止泵；自动设定*多6段压力运行；存贮7台电机参数，自动实施保护；12种运行模式任意选择；超、欠压控制；消防输入和缺水保护；内置PID，自整定PI参数；采用标准RS485接口、开放的通信协议；TD2100具有多项供水专用控制功能，使得其应用相当方便1）闭环设定方式数字电压设定"数字压力设定；模拟电压设定"模拟电流设定"上位机串行通讯设定。

　　普通PI控制；UP/DWN端子闭环控制；自学习PI控制；优化模式PI控制。

　　有变频泵固定/循环工作方式选择，可采用先启先停或先启后停模式，共8种供水组合控制模式。可实现*多4台变频循环泵或7台变频固定泵方式控制。

　　实现每日6个时间段的压力数字设定。

　　可指定周日或选择年/周循环方式下的3个指定日期段，并能实现每日6个时间段的压力数字设定。

　　有4种消防模式可供选择：恒压消防、所有泵切换到工频运行、生活供水照常启动消防泵、或关闭生活用水启动消防泵。

　　可设定1台排污泵，能自动检测污水池液位或根据液位开关信号实现自动排污。

　　可设定1台休眠小泵，其中休眠起/止时间、休眠压力及偏差容限可设。

　　TD2100具有的供水专用控制功能，使系统的调试非常简单、方便。而且功能强大，大大降低了设备成本，提高了生产效率，节省了安装调试时间。

　　3应用实例对某员工楼生活供水系统进行改造，实现变频恒压供水。控制功能应满足：在手控状态工作时，当变频器故障，可由控制柜按钮直接工频启停水泵电机；在变频手动状态工作时，由启停按钮控制主泵变频软启、软停方式工作，主泵可由两台泵交替转换"在变频自动状态工作时，水泵电机将一天分三个时段运行，三个时段不重叠，各时段间隔可以修改，水泵电机由水压信号控制按照三个预先水压设定值变频工作，主泵可由两台泵交替转换"整个运行过程应由水箱液位信号保护水泵电机，缺水时水泵暂停运行，以保护水泵。其原理见附图。

　　注：虚线框内的端子为转换开关的端子，其他端子为变频器上的端子附图水泵变频控制柜原理图本实例由于采用供水专用变频器TD2100，使系统的调试非常简单，而且操作方便、自动化程度高，大大降低了设备成本，节省了安装调试时间。系统投入运行后供水调峰能力明显提高，不仅对一天之内的中午和晚上的生活用水高峰能正确自动调节，而且大大减少了开泵、切换和停泵次数，减少了对设备的冲击，延长了其使用寿命。

　　4结束语自动控制，工作稳定；无级调速，噪音小，节约能量；压力稳定，稳压精度高；无冲击电流，延长水泵寿命等等优点，使得变频调速恒压供水技术在供水行业得到了广泛应用。而供水专用变频器的出现，使系统的调试更加简单、方便。克服了以往通用变频器组成系统复杂、功能少、成本高的缺点。随着越来越多的供水专用变频器投入使用，供水系统的运行质量也将越来越高、越来越完善。