【正文】 只有 1 泵 工作已能滿足系統(tǒng)用水的要求，此時(shí)，通過控制系統(tǒng)，可將 1號(hào)泵電機(jī)停運(yùn)，2號(hào)泵電機(jī)仍由變頻器電源供電，這時(shí)，控制系統(tǒng)處于狀態(tài)3。(3)單臺(tái)變頻器控制單臺(tái)水泵以及其他水泵 單臺(tái)變頻器控制單臺(tái)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(jī)間輪換工作，而控制方案3則不同，變頻器只控制某1臺(tái)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(tái)由普通交流電源供電的恒壓供水系統(tǒng)來加以說明。當(dāng)變頻器供電的頻率再次達(dá)到最大時(shí)，又表明1臺(tái)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(shí)就應(yīng)考慮到用水系統(tǒng)管網(wǎng)的承受壓力，選用流量揚(yáng)程曲線平緩型的水泵，使管網(wǎng)能夠承受水泵全速運(yùn)行時(shí)的全揚(yáng)程水壓.當(dāng)由多臺(tái)水泵組成恒壓供水系統(tǒng)時(shí)，對(duì)于控制系統(tǒng)也有一定的要求，應(yīng)選用功能強(qiáng)大的控制器如Pm調(diào)節(jié)器及用可編程序控制器進(jìn)行控制。對(duì)于一臺(tái)變頻器帶兩臺(tái)或兩臺(tái)以上電機(jī)的系統(tǒng)，電機(jī)的控制通常按上節(jié)方案2所述流程進(jìn)行. 在實(shí)際運(yùn)用中，通常對(duì)水壓的閉環(huán)控制都采用PID控制，電機(jī)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(shí)現(xiàn)。那么何時(shí)進(jìn)行切換，才能使系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的供水壓力，同時(shí)使機(jī)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(jìn)行調(diào)節(jié)，但當(dāng)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?yàn)樨?fù)值，最低只能是OHz。首先把上面的判別條件簡(jiǎn)寫如下: 對(duì)于第一個(gè)判別條件，可能出現(xiàn)這種情況:輸出頻率達(dá)到上限頻率時(shí)，實(shí)際供水壓力在設(shè)定壓力上下波動(dòng)。假設(shè)這一段時(shí)間內(nèi)用戶的用水狀況保持不變(其實(shí)在一個(gè)穩(wěn)定的供水時(shí)段可以看作這種情況)，那么按照要求停掉了一個(gè)工頻狀態(tài)下運(yùn)行的機(jī)組之后，機(jī)組的整體運(yùn)行情況與增加運(yùn)行機(jī)組之，如果用水狀況不變，供水泵站中的所有能夠自動(dòng)投切的機(jī)組將一直這樣投入一切出，再投入~再切出地循環(huán)下去。 對(duì)于第二個(gè)判別條件，通過相同的討論方法也能夠得到類似的結(jié)論。考慮到只有當(dāng)變頻器的輸出頻率在上下限頻率時(shí)才可能發(fā)生切換，并且上限頻率時(shí)不可能減泵，下限頻率時(shí)不可能增泵，所以，可以采用回滯環(huán)思想進(jìn)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(dāng)實(shí)際的供水壓力低于比設(shè)定壓力小△P故 的時(shí)候才允許進(jìn)行機(jī)組增加:如果變頻器的輸出為下限頻率，則只有當(dāng) 實(shí)際的供水壓力高于比設(shè)定壓力大△P故 的時(shí)候才允許進(jìn)行機(jī)組的減少。 這兩種情況都可能使機(jī)組切換的判別條件在一個(gè)比較短的時(shí)間內(nèi)滿足，造成判斷上的失誤，引起機(jī)組切換的誤操作。如果切換條件不能夠維持延時(shí)時(shí)間的要求，說明判別條件的滿足只是暫時(shí)的，如果進(jìn)行機(jī)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(jì) 樂山市第一水廠為樂山城市北部的一個(gè)供水廠，設(shè)計(jì)供水能力3萬(wàn)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(dān)輔助性供水任務(wù)，日供水量在1一2萬(wàn)立方米，~、1000 立方湘小時(shí)，夜間1一2時(shí)會(huì)停機(jī)，重新啟動(dòng)后有2一3小時(shí)的小流量補(bǔ)水運(yùn)行，這時(shí)的流量在100一400立方湘小時(shí)。但在白天供水高峰，通常供水量會(huì)達(dá)到1000立方米以上。 3)在供水量超過900立方米時(shí)，根據(jù)操作人員不同，采用兩種方式，一種是一臺(tái)Y315LI一4/160kw電機(jī)帶動(dòng)300558水泵加上采用一臺(tái)Y280s一胡skw電機(jī)帶動(dòng)250539水泵供水，另一種兩臺(tái)y315LI一/160kw 電機(jī)帶動(dòng)300555水泵供水，在小時(shí)流量在 1100立方米以下時(shí)，操作人員采取了掩閥的運(yùn)行方式。在實(shí)際操作中，由于操作中有時(shí)采用了人工機(jī)組切換方式對(duì)供水量和供水壓力進(jìn)行控制，機(jī)組切換中，就會(huì)造成壓力值的短時(shí)損失，從而影響供水. 經(jīng)實(shí)測(cè)，第一水廠Y315電機(jī)啟動(dòng)電流在1200A以上，Y280s 電機(jī)啟動(dòng)電流在500A 以上，對(duì)電機(jī)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(shí)，對(duì)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(shí)間不長(zhǎng)，但20世紀(jì)90年代，變頻器大規(guī)模進(jìn)人中國(guó)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(guó)內(nèi)變頻器價(jià)格偏高，隨著小容量低壓變頻器在國(guó)內(nèi)的量產(chǎn)，價(jià)格己逐步下降，目前300kw 左右的國(guó)產(chǎn)低壓變頻器價(jià)格一般均在10萬(wàn)元以下，進(jìn)口變頻器價(jià)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(jìn)行變頻改造試驗(yàn)的性質(zhì)，采用性能成熟的國(guó)產(chǎn)低壓變頻器更具經(jīng)濟(jì)價(jià)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(huì)效益在企業(yè)中的重要性甚至要大于經(jīng)濟(jì)效益，采用變頻供水后，從第二章的分析可以看出，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(shí)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(guó)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(duì)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(shí)間呈反時(shí)限的關(guān)系。②過載能力這個(gè)指標(biāo)，對(duì)電動(dòng)機(jī)來說，只有在啟動(dòng) (加速)過程中才有意義，在運(yùn)行過程中，實(shí)際上等同于不允許過載. 下面討論如何根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載電流的情況來選擇變頻器帶一臺(tái)電機(jī)時(shí)的容量選擇。要注意按常規(guī)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的電機(jī)在性能上可能有。經(jīng)過計(jì)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(jī)采用50Hz，380v 電網(wǎng)，因此對(duì)變頻器采用380V電源，變頻范圍卜50Hz:(2)擴(kuò)展要求:要求能按設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一拖二運(yùn)行，并能擴(kuò)展為一拖多運(yùn)行。 (6)諧波抑制:對(duì)電網(wǎng)諧波污染必須滿足IEEE519一1992的諧波抑制標(biāo)準(zhǔn)。要注意的是，因?yàn)槭且煌隙绞?，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(jì)中，考慮了各種報(bào)警信號(hào)的處理，液位傳感器用于處于清水池(電 機(jī)水源)液位信號(hào)，當(dāng)清水池水位過低，就必須報(bào)警，必要時(shí)PLC 應(yīng)輸出停機(jī)信號(hào)關(guān)閉運(yùn)行電機(jī)。此外，為了適應(yīng)供水情況的突發(fā)變化等，在必要時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)頻率控制功能。 在恒壓供水程序設(shè)計(jì)中，還應(yīng)考慮到報(bào)警問題，通常要設(shè)計(jì)中斷程序處理信號(hào)報(bào)警。如果兩臺(tái)電機(jī)都在工頻下運(yùn)行，還不能滿足壓力要求，逐漸降低本臺(tái)水泵電機(jī)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(jī)，使2機(jī)泵切在變頻下運(yùn)行。這些參數(shù)的設(shè)定，首先需要通過實(shí)際運(yùn)行情況的分析與實(shí)驗(yàn)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?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)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(jī)和水泵組成、電機(jī)和水泵在實(shí)際工作中的運(yùn)行情況。從經(jīng)濟(jì)上進(jìn)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(duì)比，體現(xiàn)了變頻調(diào)速恒壓供水具有的經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)勢(shì)，在技術(shù)上，通過目前變頻技術(shù)在國(guó)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(jī)變頻/工頻切換延時(shí):305，這時(shí)根據(jù)第一水廠電機(jī)情況確定的安全切換時(shí)間。在判斷電機(jī)增減條件時(shí)，按式進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。 該系統(tǒng)具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種運(yùn)行方式，手動(dòng)方式只在系統(tǒng)出現(xiàn)故障和調(diào)試時(shí)使用。 在設(shè)計(jì)時(shí)，需要注意的是由于供水系統(tǒng)是一個(gè)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(jì)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(shí)候，先要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，即在開始啟動(dòng)的時(shí)候，先對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)部分的當(dāng)前工作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，如出錯(cuò)則報(bào)警，接著對(duì)模擬量(管網(wǎng)壓力、液位等)數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)表進(jìn)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(yuǎn)程停機(jī)控制設(shè)備，應(yīng)將流量和水質(zhì)等信號(hào)接入PLC 中，以便生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)事故時(shí)能自動(dòng)緊急停機(jī)，這是不同于小區(qū)和加壓泵站供水的一個(gè)重要方面。開關(guān)柜KM上設(shè)過流保護(hù)，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(gè)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(yùn)行參數(shù)，并能方便操作人員進(jìn)行常用變頻器參數(shù)設(shè)定。 供水主電電路設(shè)計(jì)如圖41，采用了以一臺(tái)變頻器連接同時(shí)連接Y3巧電機(jī)和Y28OS電機(jī)。 (4)保護(hù)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(hù)、主器件自保護(hù)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(hào)，還需要對(duì)清水池液位信號(hào)、閥門開啟信號(hào)等進(jìn)行處理，因此設(shè)計(jì)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(jī)的啟動(dòng)停止和泵口閥門的啟閉。②電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)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(jī)選擇上，考慮第一水廠作為全城的輔助水廠，在每天夜間會(huì)停機(jī)，并在啟機(jī)后會(huì)有較長(zhǎng)時(shí)間采用較小流量補(bǔ)水，這時(shí)采用小功率電機(jī)變頻，電機(jī)功 率相對(duì)會(huì)低一些，因此，從經(jīng)濟(jì)與實(shí)用角度，采用變頻一拖二，帶一臺(tái)Y315/160kw電機(jī)和一臺(tái)Y2805刀skw 電機(jī)，既可以滿足最大供水量要求，也可以解決小流量時(shí)電耗問題，是比較適宜的變頻機(jī)泵選擇方案。 第一水廠日常主供機(jī)組有三臺(tái)，備用電機(jī)有一臺(tái)，可以采用的變頻方式有一拖二 (即一臺(tái)變頻器帶二臺(tái)電機(jī))、一拖三、一拖四三種。 (1)供水環(huán)境的變化一直比較難以長(zhǎng)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(jī)運(yùn)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(shí)現(xiàn)恒壓供水，確保供水穩(wěn)定，同時(shí)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(jì)和使用經(jīng)驗(yàn)。.35 ，過高的供水壓力會(huì)造成對(duì)供水管網(wǎng)的損壞。采用一臺(tái)Y2805胡skw 電機(jī)帶動(dòng)250539水泵供水，如果供水低于400立方時(shí)，需對(duì)壓力進(jìn)行控制時(shí)，采取了掩閥的運(yùn)行方式。具體機(jī)泵型號(hào)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(yùn)行以及供 水工程中所必須的安全、可靠和擴(kuò)展能力。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)