系統(tǒng)概述:
21世紀(jì)人類面臨三大難題：能源、資源、和環(huán)境，我國(guó)有15億人口，三大難題的壓力就比世界上任何一個(gè)國(guó)家更加突出。幸好我國(guó)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(wèn)題的有力武器。節(jié)約能源、節(jié)約資源對(duì)一個(gè)企業(yè)來(lái)說(shuō)是節(jié)約資金的問(wèn)題，對(duì)整個(gè)國(guó)家、整個(gè)人類來(lái)說(shuō)則是利在當(dāng)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(jìn)入90年代電力電子器件向著大容量、高頻率、響應(yīng)快、低損耗的方向發(fā)展。作為應(yīng)用現(xiàn)代電力電子器件與微計(jì)算機(jī)技術(shù)有機(jī)結(jié)合的交流變頻調(diào)速裝置，隨著產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)創(chuàng)新和推廣應(yīng)用，使得交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速領(lǐng)域發(fā)生一場(chǎng)巨大的技術(shù)革命。目前自動(dòng)恒壓供水系統(tǒng)應(yīng)用的電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)調(diào)速裝置作為控制系統(tǒng)，進(jìn)行優(yōu)化控制泵組的調(diào)速運(yùn)行，并自動(dòng)調(diào)整泵組的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，完成供水壓力的閉環(huán)控制，在管網(wǎng)流量變化時(shí)達(dá)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(biāo)是泵站總管的出水壓力，系統(tǒng)設(shè)定的給水壓力值與反饋的總管壓力實(shí)際值進(jìn)行比較，其差值經(jīng)過(guò)運(yùn)算處理后，發(fā)出控制指令，控制泵電動(dòng)機(jī)的投運(yùn)臺(tái)數(shù)和運(yùn)行變量泵電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到給水總管壓力穩(wěn)定在設(shè)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(jìn)行泵房恒壓供水項(xiàng)目改造，該泵房有20KW電機(jī)一臺(tái)，40KW電機(jī)兩臺(tái)，自耦降壓柜三臺(tái)，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(jī)持續(xù)處于工作狀態(tài)，當(dāng)水壓降低，不能正常供水時(shí)則啟動(dòng)另外一臺(tái)或兩臺(tái)40KW的電機(jī)。這種情況的缺點(diǎn)是：供水管網(wǎng)的壓力不穩(wěn)定，對(duì)管網(wǎng)的使用壽命會(huì)造成一定的影響，電機(jī)頻繁開(kāi)關(guān)，給操作人員帶來(lái)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(shè)定壓力應(yīng)該根據(jù)流量的變化而不斷修正設(shè)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(dòng)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(guò)安裝在出水總管上的壓力表，實(shí)時(shí)將壓力非電量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，輸入變頻器，信號(hào)經(jīng)運(yùn)算處理后與設(shè)定的信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算，得出最佳的運(yùn)行工況參數(shù)，控制泵站投運(yùn)水泵的臺(tái)數(shù)及變量泵的運(yùn)行工況，并實(shí)現(xiàn)對(duì)每臺(tái)水泵實(shí)施軟啟動(dòng)、軟切換及變頻運(yùn)行。系統(tǒng)可根據(jù)用戶用水量的變化，自動(dòng)確定泵組的水泵的循環(huán)運(yùn)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(dòng)切換變頻/工頻運(yùn)行功能
工作方式：當(dāng)啟信號(hào)輸入時(shí)變頻器啟動(dòng)第一臺(tái)泵當(dāng)該泵達(dá)到最高頻率時(shí)，變頻器將該泵切換到工頻運(yùn)行，變頻器啟動(dòng)下一臺(tái)泵變頻運(yùn)行，相反當(dāng)泵停止條件成立時(shí)，先停止最先啟動(dòng)的泵。
改造后設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)：
1.恒壓供水技術(shù)因采用變頻器改變電動(dòng)機(jī)電源頻率，而達(dá)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(mén)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(shí)，泵轉(zhuǎn)速降低，減少了軸承的磨損和發(fā)熱，延長(zhǎng)泵和電動(dòng)機(jī)的機(jī)械使用壽命。
3.因?qū)崿F(xiàn)恒壓自動(dòng)控制，不需要操作人員頻繁操作，降低了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了人力。
4.水泵電動(dòng)機(jī)采用軟啟動(dòng)方式，按設(shè)定的加速時(shí)間加速，避免電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電流沖擊，對(duì)電網(wǎng)電壓造成波動(dòng)的影響，同時(shí)也避免了電動(dòng)機(jī)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(yùn)行過(guò)程中其轉(zhuǎn)速是由外供水量決定的，故系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中可節(jié)約可觀的電能，其經(jīng)濟(jì)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(zhǎng)期受益，其產(chǎn)生的社會(huì)效益也是非常巨大。
