【正文】 只有 1 泵 工作已能滿足系統(tǒng)用水的要求，此時，通過控制系統(tǒng)，可將 1號泵電機停運，2號泵電機仍由變頻器電源供電，這時，控制系統(tǒng)處于狀態(tài)3。(3)單臺變頻器控制單臺水泵以及其他水泵 單臺變頻器控制單臺水泵以及其他水泵啟停的控制方案與控制方案2有許多相同之處，只是方案2中，變頻器可在水泵電機間輪換工作，而控制方案3則不同，變頻器只控制某1臺泵，不能去控制其它泵，其它泵工作在普通電源的控制，另外1臺由普通交流電源供電的恒壓供水系統(tǒng)來加以說明。當變頻器供電的頻率再次達到最大時，又表明1臺水泵已不能滿足系統(tǒng)用水要求。為了應(yīng)付這種事情的發(fā)生，在選用水泵時就應(yīng)考慮到用水系統(tǒng)管網(wǎng)的承受壓力，選用流量揚程曲線平緩型的水泵，使管網(wǎng)能夠承受水泵全速運行時的全揚程水壓.當由多臺水泵組成恒壓供水系統(tǒng)時，對于控制系統(tǒng)也有一定的要求，應(yīng)選用功能強大的控制器如Pm調(diào)節(jié)器及用可編程序控制器進行控制。對于一臺變頻器帶兩臺或兩臺以上電機的系統(tǒng)，電機的控制通常按上節(jié)方案2所述流程進行. 在實際運用中，通常對水壓的閉環(huán)控制都采用PID控制，電機增減的控制根 據(jù)不同的情況有所不同，但多數(shù)采用頻率、頻率結(jié)合壓力的方法來實現(xiàn)。那么何時進行切換，才能使系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的供水壓力，同時使機組不過于頻繁的切換? 盡管通用變頻器的頻率都可以在60Hz甚于上百Hz范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)，但當它用在供水系統(tǒng)中，其頻率調(diào)節(jié)的范圍是有限的，不可能無限地增大和減小。另外，變頻器的輸出頻率不能夠為負值，最低只能是OHz。首先把上面的判別條件簡寫如下: 對于第一個判別條件，可能出現(xiàn)這種情況:輸出頻率達到上限頻率時，實際供水壓力在設(shè)定壓力上下波動。假設(shè)這一段時間內(nèi)用戶的用水狀況保持不變(其實在一個穩(wěn)定的供水時段可以看作這種情況)，那么按照要求停掉了一個工頻狀態(tài)下運行的機組之后，機組的整體運行情況與增加運行機組之，如果用水狀況不變，供水泵站中的所有能夠自動投切的機組將一直這樣投入一切出，再投入~再切出地循環(huán)下去。 對于第二個判別條件，通過相同的討論方法也能夠得到類似的結(jié)論?？紤]到只有當變頻器的輸出頻率在上下限頻率時才可能發(fā)生切換，并且上限頻率時不可能減泵，下限頻率時不可能增泵，所以，可以采用回滯環(huán)思想進行判別如圖3_7表示 即:如果變頻器的輸出為上限頻率，則只有當實際的供水壓力低于比設(shè)定壓力小△P故 的時候才允許進行機組增加:如果變頻器的輸出為下限頻率，則只有當 實際的供水壓力高于比設(shè)定壓力大△P故 的時候才允許進行機組的減少。 這兩種情況都可能使機組切換的判別條件在一個比較短的時間內(nèi)滿足，造成判斷上的失誤，引起機組切換的誤操作。如果切換條件不能夠維持延時時間的要求，說明判別條件的滿足只是暫時的，如果進行機組切換將可能引起一系列多余的切換操作。四 .變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計 樂山市第一水廠為樂山城市北部的一個供水廠，設(shè)計供水能力3萬立方淞日，是典型的中小供水廠，第一水廠曾是樂山老城區(qū)的供水主力水廠，隨著城市的發(fā)展，第一水廠的供水地位有所下降，目前主要承擔輔助性供水任務(wù)，日供水量在1一2萬立方米，~、1000 立方湘小時，夜間1一2時會停機，重新啟動后有2一3小時的小流量補水運行，這時的流量在100一400立方湘小時。但在白天供水高峰，通常供水量會達到1000立方米以上。 3)在供水量超過900立方米時，根據(jù)操作人員不同，采用兩種方式，一種是一臺Y315LI一4/160kw電機帶動300558水泵加上采用一臺Y280s一胡skw電機帶動250539水泵供水，另一種兩臺y315LI一/160kw 電機帶動300555水泵供水，在小時流量在 1100立方米以下時，操作人員采取了掩閥的運行方式。在實際操作中，由于操作中有時采用了人工機組切換方式對供水量和供水壓力進行控制，機組切換中，就會造成壓力值的短時損失，從而影響供水. 經(jīng)實測，第一水廠Y315電機啟動電流在1200A以上，Y280s 電機啟動電流在500A 以上，對電機具有一定的沖擊作用。 供水行業(yè)作為特殊行業(yè)，在采用新技術(shù)的同時，對技術(shù)穩(wěn)定性、可靠性也有較高要求，變頻恒壓供水技術(shù)雖然出現(xiàn)時間不長，但20世紀90年代，變頻器大規(guī)模進人中國后，發(fā)展迅速，產(chǎn)品主要為:來自日本的廠家如三菱、富士、東芝、安川、日立和松下等，歐洲的西門子、ABB、施耐德等。 早期國內(nèi)變頻器價格偏高，隨著小容量低壓變頻器在國內(nèi)的量產(chǎn)，價格己逐步下降，目前300kw 左右的國產(chǎn)低壓變頻器價格一般均在10萬元以下，進口變頻器價格一般要高1一2倍，考慮到第一水廠變頻恒壓供水改造為主力水廠進行變頻改造試驗的性質(zhì)，采用性能成熟的國產(chǎn)低壓變頻器更具經(jīng)濟價值，也是第一水廠所能接受的.水廠作為公用事業(yè)企業(yè)，社會效益在企業(yè)中的重要性甚至要大于經(jīng)濟效益，采用變頻供水后，從第二章的分析可以看出，可以實現(xiàn)自動恒壓供水，從而大大提高用戶用水壓力的均衡，避免由人工方式控制不及時所帶來的壓力變化大、不利于用戶用水的弊病。將使目前空間較小的第一水廠送水泵房空間更為狹小。從國內(nèi)目前成熟的變頻器上考慮，采用一拖二方式的低壓變頻器成本較低，技術(shù)也較成熟。變頻器的容量有三種表示方法:①額定電流。通常變頻器的過 載能力有兩種:不管是哪一種表示方法，歸根到底還是對變頻器額定電流的選擇，載能力有兩種:①12倍的額定電流，可持續(xù)1分鐘:②，可持 續(xù)1分鐘:而且變頻器的允許電流與過程時間呈反時限的關(guān)系。②過載能力這個指標，對電動機來說，只有在啟動 (加速)過程中才有意義，在運行過程中，實際上等同于不允許過載. 下面討論如何根據(jù)電動機負載電流的情況來選擇變頻器帶一臺電機時的容量選擇。要注意按常規(guī)設(shè)計生產(chǎn)的電機在性能上可能有。經(jīng)過計算，最終第一水廠變頻器的選型需要參考以下要求: (1)頻率要求:由第一水廠電機采用50Hz，380v 電網(wǎng)，因此對變頻器采用380V電源，變頻范圍卜50Hz:(2)擴展要求:要求能按設(shè)計實現(xiàn)一拖二運行，并能擴展為一拖多運行。 (6)諧波抑制:對電網(wǎng)諧波污染必須滿足IEEE519一1992的諧波抑制標準。要注意的是，因為是一拖二方式，所以必須確保開關(guān) IKM與IK入住電氣聯(lián)鎖，ZKMI與ZKN12電氣聯(lián)鎖。在硬件設(shè)計中，考慮了各種報警信號的處理，液位傳感器用于處于清水池(電 機水源)液位信號，當清水池水位過低，就必須報警，必要時PLC 應(yīng)輸出停機信號關(guān)閉運行電機。此外，為了適應(yīng)供水情況的突發(fā)變化等，在必要時，可以實現(xiàn)手動頻率控制功能。 在恒壓供水程序設(shè)計中，還應(yīng)考慮到報警問題，通常要設(shè)計中斷程序處理信號報警。如果兩臺電機都在工頻下運行，還不能滿足壓力要求，逐漸降低本臺水泵電機頻率，如果頻率降低到SHz仍不足以使壓力滿足要求，則關(guān)閉1泵電機，使2機泵切在變頻下運行。這些參數(shù)的設(shè)定，首先需要通過實際運行情況的分析與實驗得出預(yù)設(shè)值，如:(l)反饋采樣周期:第一水廠選為25，即P比 取樣周期為25，因為長時間觀察表明，目前第一水廠壓力值在2:很少發(fā)生大的變化。 本章首先分析了第一水廠的電機和水泵組成、電機和水泵在實際工作中的運行情況。從經(jīng)濟上進行了通過采用不同的流量控制方式淺閥和變頻調(diào)速)的對比，體現(xiàn)了變頻調(diào)速恒壓供水具有的經(jīng)濟效益優(yōu)勢，在技術(shù)上，通過目前變頻技術(shù)在國內(nèi)外的分析及恒壓變頻供水的應(yīng)用，說明了恒壓變頻供水的技術(shù)可行性。(3)電機變頻/工頻切換延時:305，這時根據(jù)第一水廠電機情況確定的安全切換時間。在判斷電機增減條件時，按式進行程序設(shè)計。 該系統(tǒng)具有手動和自動兩種運行方式，手動方式只在系統(tǒng)出現(xiàn)故障和調(diào)試時使用。 在設(shè)計時，需要注意的是由于供水系統(tǒng)是一個慣性較大無法突變的系統(tǒng)，不需要過高的響應(yīng)速度，因而在設(shè)計思想上應(yīng)以查詢方式為主，中斷方式為輔. 在系統(tǒng)開始工作的時候，先要對整個系統(tǒng)進行初始化，即在開始啟動的時候，先對系統(tǒng)的各個部分的當前工作狀態(tài)進行檢測，如出錯則報警，接著對模擬量(管網(wǎng)壓力、液位等)數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)表進行初始化處理，賦予一定的初值。此外，在中小供水廠中，普遍缺少大型水廠那種齊全的生產(chǎn)監(jiān)控設(shè)備及遠程停機控制設(shè)備，應(yīng)將流量和水質(zhì)等信號接入PLC 中，以便生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)事故時能自動緊急停機，這是不同于小區(qū)和加壓泵站供水的一個重要方面。開關(guān)柜KM上設(shè)過流保護，開關(guān)柜盤面上設(shè)電流表、有功電能表、開、停指按鈕等，還應(yīng)設(shè)一個多段LED顯示器，以顯示從變頻器PLC 控制器內(nèi)取得變頻器運行參數(shù)，并能方便操作人員進行常用變頻器參數(shù)設(shè)定。 供水主電電路設(shè)計如圖41，采用了以一臺變頻器連接同時連接Y3巧電機和Y28OS電機。 (4)保護功能要求:要求具有過電流、短路、過壓、欠壓、過載、過熱、電流保護、主器件自保護功能。由于考慮到一是供水廠參數(shù)較多，除了常見壓力反饋信號，還需要對清水池液位信號、閥門開啟信號等進行處理，因此設(shè)計采用PLC控制系統(tǒng)，主要利用PID控制壓力恒定，并能控制電機的啟動停止和泵口閥門的啟閉。②電動機的啟動要求。而LS()倍的額定電流，可持續(xù)眾sn血。③ 額定視在功率。 在變頻電機選擇上，考慮第一水廠作為全城的輔助水廠，在每天夜間會停機，并在啟機后會有較長時間采用較小流量補水，這時采用小功率電機變頻，電機功 率相對會低一些，因此，從經(jīng)濟與實用角度，采用變頻一拖二，帶一臺Y315/160kw電機和一臺Y2805刀skw 電機，既可以滿足最大供水量要求，也可以解決小流量時電耗問題，是比較適宜的變頻機泵選擇方案。 第一水廠日常主供機組有三臺，備用電機有一臺，可以采用的變頻方式有一拖二 (即一臺變頻器帶二臺電機)、一拖三、一拖四三種。 (1)供水環(huán)境的變化一直比較難以長期掌握，第一水廠供水量在改造后有可能發(fā)生變化導(dǎo)致電機運行方式發(fā)生變化，從而影響變頻恒壓供水的使用效果。在低壓(4。 通過第一水廠變頻器的改造，可以實現(xiàn)恒壓供水，確保供水穩(wěn)定，同時可能，在第一水廠變頻器改造的成功，也能為樂山主力供水廠提供可靠的變頻器設(shè)計和使用經(jīng)驗。.35 ，過高的供水壓力會造成對供水管網(wǎng)的損壞。采用一臺Y2805胡skw 電機帶動250539水泵供水，如果供水低于400立方時，需對壓力進行控制時，采取了掩閥的運行方式。具體機泵型號如表1所示。通過這些系統(tǒng)組成的變頻恒壓供水，充分滿足了變頻供水中的多模式運行以及供 水工程中所必須的安全、可靠和擴展能力。根據(jù)這個特點