变频恒压供水电气控制柜

一、前言

        郑州万通电气有限公司生产制作成套的变频恒压供水电气控制柜，功率从1.5KW到55KW，控制泵的数量从1台到6台。控制形式是采用供水控制器或是PLC加触摸屏，反馈压力采用远传压力表或是压力传感器。功率大于55KW或是控制泵的数量大于6台的，可以订制，变频器标配的为安邦售或是艾默生CT系列，供水控制器标配的兰利东方，PLC标配的是西门子S7-200系列，触摸屏标配的是台湾威伦系列，远传压力表标配的是华青系列，压力传感器标配的是伟岸系列，所有的品牌也可有由用户指定；标配的功能有手动/自动切换、自动恒压、自动投切泵、自动休眠、自动唤醒，实现无人值守，也可以根据用户的需要添加指定的功能。

二、概述
      一般规定城市管网的水压只保证6层以下楼房的用水，其余上部各层均须 “提升”水压才能满足用水要求。以前大多采用传统的水塔、高位水箱，或气压罐式增压设备，但它们都必须由水泵以高出实际用水高度的压力来“提升”水量，其结果增大了水泵的轴功率和能量损耗。

　　自从通用变频器问世以来，变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用。变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点，使我国供水行业的技术装备水平从90年代初开始经历了一次飞跃。恒压供水调速系统实现水泵电机无级调速，依据用水量的变化自动调节系统的运行参数，在用水量的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，是当今最先进、合理的节能型供水系统。在实际应用中得到了很大的发展。随着电力电子技术的飞速发展，变频器的功能也越来越强。充分利用变频器内置的各种功能，还可以清除水锤效应，减少对管阀的消耗延长整体设备寿命；对合理设计变频调速恒压供水设备，降低成本，保证产品质量等方面有着非常重要的意义。

　　一、变频恒压供水系统的构成及原理　　变频恒压供水控制系统通过测到的管网压力，经变频器的内置PID调节器运算后，调节输出频率，实现管网的恒压供水。　　
 系统工作原理如下:
       开始工作时，1#泵变频启动，泵的转速随变频器输出频率的上升而逐渐升高，如变频器的频率达到50HZ而此时水压还未达到设定值，变频器检测到上限频率并输出一个开关信号，延时一段时间后，1＃泵迅速切换至工频运行，同时解除变频器运行信号，使变频器频率降为0HZ，然后2＃泵变频启动，在运行中始终保持一台泵变频运行；当压力上升时达到一定高度，同时变频器检测到一个下限频率信号后自动切除1＃工频泵，此时由2#泵变频器输出，1＃泵停止运行；若压力下降，（变频器的频率达到50HZ而此时水压还未达到设定值，此时重复开机时的工作过程）则1＃变频启动，2#切换工频。
       这样的切换过程有效地减少泵的频繁起停，同时在实际管网对水压波动做出反应之前，由变频器迅速调节，使水压平稳过渡，从而有效的避免了高楼用户短时间停水的情况发生。
　　以往的变频恒压供水系统在水压高时，通常采用停变频泵，再将变频器以工频运行方式切换到正在以工频运行的泵上进行调节。这种切换的方式理论上要比直接切换工频的方式先进，但其容易引起泵组的频繁起停，从而减少设备的使用寿命。而在该系统中采用直接停工频泵的运行方式，同时由变频器迅速调节，只要参数设置合适，即可实现泵组的无冲击切换，使水压过渡平稳，有效的防止了水压的大范围波动及水压太低时的短时间缺水的现象，提高了供水品质。
 注意事项
　　要使系统稳定快速准确的运行，应注意一下参数：
　　1） 变频、工频切换时间T　　切换时间T可以设定，设置T时为了确保在加泵时，泵由变频转换为工频过程中，同一台泵的变频运行和工频运行各自对对应的交流接触器不会同时吸合，而损坏变频器，同时为了避免工频启动时启动电流大而对电网产生冲击，所以在允许的范围内时间T必须尽可能小。　　

       2） 上、下限频率持续时间TH和TL 　　变频器运行的频率随管网用水量增大而升高，本系统以变频运行的频率是否达到上限（下限），并保持一定的时间来判断是否加、减泵，这个判断时间就是TH（TL）,如果设定值过大，系统就不能迅速的对管网用水量的变化做出反应；如果设定值过小，管网用水量变化时就很可能引起频繁的加减泵工作。
       假设整个系统由2台水泵，一台变频器，一个压力变送器及若干辅助部件构成。各部分功能如下：安装于供水管道上的压力变送器将管网压力转换成0—10伏的电信号；受控变频调速器用于调节水泵转速以调节流量。
　　此外，上述系统还具备了变频工切换功能，以保障自动控制系统出现故障时可通过人工调节方式维持系统运行，保证连续生产。
　　二、设备选型说明　　变频恒压供水系统主要由变频控制柜、压力传感器、水泵等组成。变频控制柜由断路器、变频器、接触器。
　　1. 供水系统选用原则　　
          (1)蓄水池容量应大于每小时最大供水量。
　　   (2)水泵扬程应大于实际供水高度。
　　   (3)水泵流量总和应大于实际最大供水量。
　　   (4)变频控制柜选型：　　用户可根据供水量和供水高度确定水泵型号及台数，然后对控制柜进行选型。　　　　
      
       2. 变频器　　根据工艺要求，建议配用AMB –G7系列变频器。G7系列变频器是AMB公司采用V/F控制技术，结合诸多先进的生产制造工艺推出的高性能恒压供水专用变频器。它具有很宽的功率范围，优良的速度控制和低频起动转矩大特性,完整的保护功能以及灵活的编程能力，较高的可靠性和较小的体积。
　　主要技术数据：
　　·功率范围：1.5-400kW　　
       ·电源电压：380/415VAC 3相+10%-15%；
　　·电源频率：50/60Hz ±5%
　　·控制连接：2种模拟输入；多功能接点输出250VAC、1A;30VDC、１A;连续负载能力：150% 60s; 　　·
        串行通讯能力：标准的RS—485接口可使变频器方便地与计算机连接。
　　·保护特性：过流保护、过压保护、欠压保护、过热保护、短路保护、接地保护、欠压缓冲、过转矩检测、输出缺相、控制回路故障等。
　　 三.应用范围
　　1. 该系统既可用于生产、生活用水，亦可用于热水供应，恒压喷淋等系统。
      　　a. 可广泛用于工业企业、生活、生产供水系统及企业自备并改造工程，自来水厂、生活小区及消防供水系统。
      　　b. 可用于各种场合的恒压、变压、冷却水和循环供水系统。
      　　c. 可用于污水泵站、污水处理及污水提升系统。　
         　d. 可用于农业排灌、园林喷淋、水景和音乐喷泉系统。　
         　e. 可用于宾馆、大型公共建筑供水及消防系统。