变频调速技术在居住小区供水系统中的设计应用bftj.docx

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1、变频调速速技术在在居住小小区供水水系统中中的设计计应用关键词词 随着城城市建设设规模的的不断扩扩大和生生活水平平的提高高，加上上居住小小区推行行一户一一表供水水以后，对对市政管管网供水水的可靠靠性（压压力、流流量）要要求越来来越高，各各种分散散或集中中加压设设施也逐逐渐增多多。在这这些加压压设施中中，采用用调节水水池加上上变频调调速恒压压供水系系统（以以下简称称系统）变变量供水水方式已已显现出出极大的的优越性性。现特特结合设设计应用用体会阐阐述如下下： 1. 系统基基本情况况 系系统由变变频器、数数字调节节器、可可编程序序控制器器（ PPC ）、传传感器、水水泵电机机及相关关电气控控制设备备集

2、成而而成，是是一种具具有变频频调速和和全自动动闭环控控制功能能的机电电一体化化智能设设备。它它可同时时对一台台或多台台三相 3800/2220V 、 550/660Hzz 异步步电动机机进行变变频调速速和闭环环控制，其其系统组组成示意意和一次次接线分分别见图图 1 2. 系统控控制功能能 系系统一般般都具有有以下控控制功能能： (1) 水泵泵起停由由 PCC 控制制，具备备全循环环软起动动功能； (2) 具有自自动、手手动切换换和手动动操作装装置，不不使用控控制柜或或控制柜柜出现故故障时，可可用手工工操作使使水泵直直接在工工频下运运行； (33) 控控制水泵泵（包括括备用泵泵）周期期性自动动交

3、换使使用，以以期水泵泵寿命基基本一致致； (4) 工作作泵发生生故障后后自动切切换至备备用泵； (5) 地下贮贮水池缺缺水后停停泵保护护，有故故障显示示功能； (6) 供水系系统中一一般还设设有一台台小泵或或气压罐罐，是为为了适应应小流量量情况下下（如夜夜间）的的使用，系系统能自自动切换换并控制制； (7) 具有有自动用用工频起起动消防防泵功能能，或者者自动变变频以适适应消防防供水要要求； (88) 缺缺相、漏漏电、过过载、瞬瞬时断电电保护等等电气保保护功能能。 3. 系统在在工程方方案上的的配合应应用 在工程程设计中中，首先先应该确确定要对对哪些水水泵进行行变频控控制，以以便在 PC 上预先

4、先进行程程序设定定。因为为居住小小区供水水时变化化系数较较大，因因此，在在变频控控制泵的的选择上上，一般般应分以以下几种种情况来来考虑： (1) 用水量量随时间间变化较较小时：每天 24hh 连续续供水，且且用水低低时流量量 Q minn 仍较较大，这这时可选选用同型型号同规规格水泵泵，根据据高峰用用水量选选取一用用一备或或多用一一备方案案，对全全部水泵泵进行变变频控制制。 (2) 用水水量随时时间变化化较大时时：每天天 244h 连连续供水水，但用用水低时时 Q minn 较小小，这时时可按 Q mmin 选择一一台小泵泵，代替替大泵在在 Q minn 远远远小于 Q 11 （ Q 11 为

5、单单泵流量量）的情情况下运运行，主主供水泵泵仍按前前述方法法选用，这这时也对对全部水水泵进行行变频控控制。 (33) 断断续用水水的情况况：在前前述系统统中加上上气压罐罐装置，在在正常使使用时由由变频调调速泵供供水，在在流量 Q ? 0 时转换换到气压压罐供水水，以提提高供水水效率。 (44) 小小区规模模较大时时：可采采用恒速速泵与变变频调速速泵联合合工作方方式供水水，这时时对恒速速水泵采采用软起起动器来来对其进进行起、停停控制，整整个控制制系统采采用“变变频 + 软起起动固定定控制”的的模式，在在 PCC 上减减少控制制点数，这这无论从从技术上上、经济济上、还还是运行行维护上上来看，综综合

6、效果果都会更更佳。 (5) 生活活、消防防泵合用用的供水水方式：某些安安装了消消防泵的的小区，因因设备长长期备而而不用，可可靠性会会降低，既既增加了了工程投投资，资资源利用用率也低低，这时时可以使使生活、消消防泵合合用。电电气控制制应该做做到：在在 PCC 上预预先设定定生活、消消防两种种工作压压力值，平平时作生生活正常常供水，设设备运行行在低水水压状态态，当发发生火灾灾时，系系统自动动把水压压切换到到消防高高压状态态，管路路上有能能保证消消防状态态需要的的压力、流流量的装装置。为为考虑到到选泵的的经济合合理，这这种方式式一般是是在高低低水压值值相差不不大的情情况下采采用。 4. 系统的的设计

7、选选用 在进行行小区供供水系统统设计时时，选择择变频调调速系统统的关键键是要确确定核心心设备变频频器的型型号规格格。目前前，变频频器都还还是以进进口产品品为主，并并以欧、美美、日本本产品为为代表。这这其中需需要考虑虑的因素素较多，除除了成本本、性能能档次、功功能等基基本要求求外，一一般还应应从以下下情况来来综合分分析确定定： ( 11 ) 需要控控制的电电机及变变频器自自身 电机的的极数。在在同一个个系统中中，与水水泵配套套的电机机，在功功率相同同的情况况下，极极数越多多，漏抗抗就越小小，尖峰峰电流值值也就越越大，一一般电机机极数以以不多于于 4 极为宜宜，否则则变频器器容量就就要适当当加大。

8、 转矩矩特性、临临界转矩矩、加速速转矩。在在变频控控制正常常运行情情况下，水水泵过载载几率较较小；同同时，只只要变频频器能在在短时间间（一般般是 11minn ）内内产生 10% 的过过载转矩矩，就足足够用于于电机加加速，也也就是说说在同等等电机功功率情况况下，相相对于高高过载转转矩模式式，变频频器规格格可以降降额选取取。 电磁兼兼容性。为为减少主主电源干干扰，实实际使用用时可在在中间电电路或变变频器输输入电路路中增加加电抗器器，或者者安装前前置隔离离变压器器。一般般当电机机与变频频器距离离超过 50mm 时，应应在它们们中间串串入电抗抗器、滤滤波器或或采用屏屏蔽防护护电缆。 运行行时间及及控

9、制。根根据电机机的运行行工作情情况，变变频器一一般还应应具备下下列功能能。 自自动能量量优化功功能：在在全工作作范围内内自动根根据实际际负载调调整输出出电压，使使电机的的效率提提高，从从而达到到节能并并降低噪噪声的目目的。 电机自自适应功功能：在在电机为为静止状状态时对对其电气气特性进进行测试试，一旦旦起动即即可达到到最佳的的起动特特性和转转矩特性性。 自自动降容容功能：主要是是当变频频器所处处的环境境温度过过高或者者散热条条件不足足时的自自动降容容，以及及主电源源缺相时时的自动动降容。 自动加加减速功功能：防防止变频频器由于于加减速速时间设设置不当当所引起起的不必必要跳闸闸。 睡睡眠与唤唤醒

10、功能能：即当当电机的的运行对对实际工工况没有有作用时时自动关关闭输出出，电机机停止运运行；当当需要工工作时，不不需要起起动信号号也可以以自动重重新起动动电机。 与计计算机连连接、显显示界面面、可视视化。一一台高性性能的数数字变频频器应该该能为串串口通信信提供多多种可选选件，从从而可以以用集中中安置的的计算机机对一台台或多台台变频调调速器进进行监测测、编程程及控制制。 变频器器应具有有良好的的对主电电源短路路和过电电压的保保护功能能。 变频器器应具有有良好的的自我保保护功能能。如果果系统安安装于经经常突然然停电的的场所，还还应具有有自动起起动功能能，在突突然断电电后，电电网重新新恢复时时变频器器

11、不需要要复位，自自动起动动功能能能使系统统继续投投入工作作。 对于水水泵类轻轻负载，变变频器电电流一般般应按 1.11I NN （ I NN 为电电动机额额定电流流）来选选择，或或按厂家家在产品品中标明明的与变变频器的的输出功功率额定定值相配配套的最最大电机机功率来来选择。 ( 22 ) 主电源源 电电源电压压及波动动。应特特别注意意与变频频器低电电压保护护整定值值相适应应（出厂厂时一般般设定为为 0.8 0.9U N ），因因为在实实际使用用中，电电网电压压偏低的的可能性性较大。 主电电源频率率波动和和谐波干干扰。这这方面的的干扰会会增加变变频器系系统的热热损耗，从从而导致致噪声增增加，输输出降低低。 变频器器和电机机在工作作时，自自身的功功率消耗耗。在进进行系统统主电源源供电设设计时，两两者的功功率消耗耗因素都都应考虑虑进去。