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1、概述

武夷山是全國著名的風景區(qū)，武夷山水廠對整個武夷山市人的生活有著舉足輕重的作用。該水廠修建較早，在使用過程中經(jīng)常發(fā)生爆管，加壓水泵故障，導至時有停水以及水壓不正常發(fā)生，給當?shù)厝藗兊纳顜順O為不便，因此該水廠急需技術改造。

該水廠加壓系統(tǒng)由二級構成，首級加壓水泵由兩臺組成，一臺由93KW電機拖動，另一臺由45KW 電機拖動，作補給和備用。技術改造采用變頻恒壓控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)采樣供水管網(wǎng)壓力，根據(jù)用水量的變化自動調(diào)整泵組的運行臺數(shù)，完成供水壓力的閉環(huán)控制，在管網(wǎng)流量變化時達到穩(wěn)定供水壓力和節(jié)約電能的目的。系統(tǒng)的控制目標是泵站總管的出水壓力，系統(tǒng)設定的給水壓力值與反饋的總管壓力實際值進行比較，其差值輸入CPU運算處理后，發(fā)出控制指令，控制變頻器的輸出,從而控制主加壓泵電動機的轉速，控制補給泵電動機的投入和切除,達到給水總管壓力穩(wěn)定在設定的壓力值上。

系統(tǒng)配置及系統(tǒng)圖

ALPHA6000-3093P型變頻器一臺；

壓力傳感器 一只（測量范圍：0～10 kg/cm2，輸入：DC24V，輸出：4～20mA）；

控制柜一只（含原自耦變壓啟動一套、Y/△啟動一套及儀表信號燈,接觸器）。

系統(tǒng)圖如下：

2、系統(tǒng)功能

2.1 PI的調(diào)節(jié)功能

ALPHA6000 P型變頻器均內(nèi)置PID 調(diào)節(jié)器，壓力傳感器即時檢測總管壓力并轉化為4-20 mA電流信號，直接送入變頻器模擬電流輸入口，設定給定壓力值，PID參數(shù)值，變頻器內(nèi)置PID運算后控制輸出頻率。系統(tǒng)參數(shù)可在實際運行中調(diào)整，使系統(tǒng)控制響應趨于完整。例如可在不同的時段給定不同的壓力值，既節(jié)能又能最好地滿足終端用戶對水壓的要求。

2.2 “休眠”功能

系統(tǒng)運行時經(jīng)常會遇到用戶用水量較小或不用水(如夜晚)情況，為了   節(jié)能，該專用系統(tǒng)設置了可以使水泵暫停工作的“休眠”功能，當變頻器頻  率輸出低于其下限時，停止補給備用泵電機，當變頻器輸出一直在下限頻率，但實際總管水壓比設定還是偏高，工作一定時間后，變頻器進入“休眠狀態(tài)”停止工作，當總管水壓下降到設定值以下時變頻器被喚醒，從新進入PI調(diào)節(jié)狀態(tài)。“休眠確認時間”變頻器內(nèi)置，當變頻器的輸出頻率低于休眠值的時間如小于休眠確認時間td時，即td＜tn時變頻器繼續(xù)工作，當td＞tn時變頻器將進入休眠狀態(tài)。在用水峰值期，變頻器輸出頻率到達上限頻率時將啟動補給備用泵。

2.3 工變頻切換功能

水廠供水系統(tǒng)可靠性要求高，一旦故障會影響對全市的生活用水，因此該系統(tǒng)設置了工變頻切換功能。系統(tǒng)在一般情況下運行在變頻恒壓供水狀態(tài)，當變頻器萬一出現(xiàn)故障或例行檢修時，可立即切換到工頻運行，用原有備用自耦降壓啟動系統(tǒng)啟動水泵，從而保證供水的連續(xù)性，整個系統(tǒng)的可靠性能很好地滿足用戶的要求。兩套啟動系統(tǒng)電氣聯(lián)鎖，可防止誤操作，確保系統(tǒng)的安全運行。

2.4 補給泵自動投切。當主泵變頻運行至50HZ時延時3分種補給泵自動投入運行，補充加壓，這樣不斷可以保證高峰用水量時系統(tǒng)管網(wǎng)的壓力，還可以降低主泵運行頻率及電流；當系統(tǒng)用水量減少，主泵運行頻率降至下限20HZ時，切除補給泵，提高主泵的運行效率，這樣整個系統(tǒng)都能在節(jié)能優(yōu)化狀態(tài)下運行。

3、用戶受益

延長設備及管網(wǎng)使用壽命，減少系統(tǒng)維修工作量。由于采用變頻恒壓控制，水泵的啟動為軟啟動，消除了大電機啟動時沖擊力矩對電機的損壞，水泵在啟動時的沖擊大為減少，同時由于軟啟動且水壓為恒壓控制，消除了啟動時對管網(wǎng)的水錘效應，爆管現(xiàn)象不再發(fā)生。因此延長了原有設備的使用壽命，故障率大為降低，減少子系統(tǒng)維修的工作量。

改善供水質(zhì)量，提高了整個系統(tǒng)的可靠性。采用變頻恒壓控制系統(tǒng)后，可以非常平滑地調(diào)節(jié)供水壓力，值班人員對系統(tǒng)的調(diào)整控制更加穩(wěn)定自如。隨著城市管網(wǎng)的發(fā)展以及供水量的變化，可以很方便地調(diào)節(jié)系統(tǒng)的供水壓力。由于采用新系統(tǒng)后，故障率大為降低，且兩套啟動系統(tǒng)可以互為備用，保證了系統(tǒng)供水的連續(xù)性，為系統(tǒng)經(jīng)濟優(yōu)化運行提供了可靠保證。

改善水廠的用電狀況。采用變頻軟啟動后，消除了原啟動系統(tǒng)啟動時對電網(wǎng)的沖擊，新系統(tǒng)的功率因數(shù)可達0.95，效率可達0.98，系統(tǒng)工作電流大為減小，線路損耗也大為減少，改善了水廠用電緊張的狀況。

4、節(jié)能效果顯著，經(jīng)濟效益可觀。

原系統(tǒng)運行時需人工隨用水量有變化手動投切補給泵的運行，管網(wǎng)系統(tǒng)壓力隨用水量的變化一般在3.8~7kg/cm2之間波動，而系統(tǒng)最佳的供水壓力在4.0kg/cm2左右，超過7kg/cm2易發(fā)生爆管。眾所周知壓力H與電機的轉速N平方成正比，軸功率P與電機轉速N立方成正比即：H ∝ N2  、 P ∝ N3，用水量在最小只由補給泵加壓時原系統(tǒng)壓力為7kg/cm2左右，由變頻加壓時壓力可控制在4.0kg/cm2，此時節(jié)電率可達57%，而如長時間運行在下限頻率變頻器還可運行于“休眠狀態(tài)”，平均下來整個系統(tǒng)的節(jié)電率在40%左右。系統(tǒng)節(jié)能效果顯著，根據(jù)當?shù)氐碾娰M標準七個月節(jié)約的電費就可將前期的投資收回，經(jīng)濟效益可觀。減輕值班人員的工作強度，原系統(tǒng)經(jīng)過改造后，補給泵組可自動投切，值班人員不會擔心因沒有及時地投切補給泵組而導至的爆管事故。

5、變頻器參數(shù)設置：

功能代碼	設定參數(shù)值	功能說明
P0.04	1	由端子引出控制變頻器運行、停止
P0.01	9	頻率由PI調(diào)節(jié)器給定
P0.09	20	設定水泵運行的下限頻率
P2.06	3	改善電機噪聲，但設定太高電容漏電增大。
P1.05	1	電機的加速模式
P7.09	0.2	PI調(diào)節(jié)器偏差設定
P7.05	1	PI調(diào)節(jié)器比例
P7.06	10	PI調(diào)節(jié)器積分