22KW深井泵恒压变频控制方案

22KW深井泵恒压变频控制方案

变频调速恒压供水具有节能、安全、高品质的供水质量等优点，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，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。

一、恒压供水原理

通过管网中的远传压力表或者压力传感器将信号送入变频器，使用英威腾变频器自带的PID运算调节功能，自动调整电机转速，当管网中压力增大时，远传压力表或压力变送器的反馈信号增大，变频器输出频率、电压下降，电机速度下降，水泵轴功率减小，水泵的流量减少，当到达所需恒定压力值时，此时系统处于动态平衡。当管网中压力减小时，远传压力表或压力变送器的反馈值减小，变频器经过PID运算，调节输出频率上升，从而使得电机转速上升，直到达到设定压力，动态平衡。当不用水时，由于管网压力已达恒定，变频器进入休眠待机状态，此时电机不转，水泵停止工作。当管网压力发生改变时，变频器再次自动唤醒，从而达到恒压动态调节水的流量，达到恒压节能的目的。

本控制回路，设有工频备用回路。当变频器回路出现故障时，将选择开关打到“工频模式”，手动启动工频回路，以保证生产生活用水需求。在工频回路设有电动机保护器，电动机保护器具有电动机过载、缺相、短路保护功能，时刻保证水泵机组安全。

二、恒压供水节能方案

如上所述，流量是供水系统的基本控制对象，供水流量需要随时满足用水流量。在供水系统中，管道中的水压能够充分反映供水能力与用水需求之间的关系：

若供水流量> 用水流量→管道水压上升↑

若供水流量< 用水流量→管道水压下降↓

若供水流量= 用水流量→管道水压不变

所以,保持管道中的水压恒定，就可保证该处供水能力恰好满足用水需求，这就是恒压供水系统所要达到的目的。

整个控制过程如下：

用水需求↑——管路水压↓——压力设定值与返馈值的差值↑——PID输出↑——变频器输出频率↑——水泵电机转速↑——供水流量↑——管路水压趋于稳定

控制原理框图如下：

如上图,电机的电路上都加安装了“工频”、“变频”接触器，这样可以有“自动”、“手动”两种工作模式选择：手动模式下，变频器不工作，整套系统按手动起停、工频运行；自动模式下，电机由变频器直接拖动，变频运行管网水压恒定设定值。

三、有关节能理论依据

由流体力学理论可知，大部分流体传输设备（如离心式水泵、风机等）的输出流量Q与其转速n成正比；输出压力或扬程P与其转速n 的平方成正比；输出功率N与其转速n的三次方成正比，用数学公式可表示为：Q ＝K1 × n P ＝K2 × n2 N ＝Q ×P ＝K3 × n3(K1、K2、K3为比例常数)

由上述原理可知，降低水泵的转速，水泵的输出功率将下降更多。例如，将电机的供电频率由50Hz降为40Hz，则理论上，频率改变后与改变前的输出功率之比为(40/50)3 = 51.2%。

实践证明，在供水系统中接入变频节能系统，利用变频技术改变水泵转速来调节管道中的流量，以取代阀门调节方式，能取得明显的节能效果，一般节电率都在30％以上。另外，变频器的软启动功能及平滑调速的特点可实现对流量的平稳调节，同时减少启动冲击并延长机组及管组的使用寿命。

四、本工/变频控制系统的特点

A.变频器界面为LED显示，设定参数丰富；键盘布局简洁、易于操作。

B.变频器有过流、过压、过热、缺相等多种电子保护装置，并具有故障报警输出功能，可有效保护供水系统的正常运作；

C.变频器自有PID调节功能；休眠待机功能；数字压力设定；参数设定方便，易于监控；

D.安装变频器后，水泵电机具有软启动及变频调速功能，可有效降低系统的机械磨损，同时减轻管路负担。

E.有“手动”“自动”两种工作模式，在变频器出现故障的情况下，仍可按“工频”工作方式继续运行，工频工作时，电动机保护器时刻保护电机运行安全。

E.因变频柜为户外安装，故控制回路中设置浪涌保护器，减少雷雨季节

造成的累计损害。