1、关于给水泵站的变频调速技术与运用研究摘要：泵站的优化配置，是一个城市从传统走向现代的标志，随着城市人口的膨胀，城市规模的不断扩大，各地区的造城运动已经成为二十一世纪中国最有特色的景观。为了能够更好的对水资源进行利用和保护，更好的使水资源为城市服务，水利部门应该对于给水泵站的变频调速技术给予重视，这样能够有效的使水利资源的利用率得到提高。本文从变频调速的特点出发，具体的讲述了其在实际工作中的运用，并且指出了其优点与需要注意的问题。总之，给水泵站的变频调速技术的发展，对于城市的发展是有着积极作用的。 关键词：给水泵站优化配置变频调速水资源利用率 中图分类号：TV 文献标识码： A 文章编号： 前言
2、 当代的中国处于改革开放的深水区，自然资源同社会发展的矛盾已经凸现出来，水资源使用的矛盾更是成为了社会发展的一大障碍。而给水泵站的建设与优化是解决水资源配置问题的必要环节。给水泵站如果想适应社会的发展，就必须从配置优化与运行方式优化两个方面去做文章，这两个方面不是相互独立的，而是相互制约、相互联系的。泵站的运行方式影响着给水泵的配置数量以及配置种类，而给水泵的优化又会给给水泵站的工作方式提出新的要求。两者无论是谁决定谁，其本质都是想通过不断的优化配置，达到使用的标准要求。当下大多数的水泵站由于资金有限，不可能对于给水泵的配置和给水泵站整体的工作做无限制的优化，所以出现了这样或是那样的现实使用问
3、题。变频调速技术能够很大程度上解决给水泵站在现实中的优化问题，虽然一次性投入较大，但总的来看还是经济的。 一、变频调速技术总览 水泵供电多是采用交流电与直流电相配合的方式，这样的电压模式十分适合变频装置的使用，变频调速的具体特点如下： 第一，在给水泵的变频器中有电流超额、电压超额、电压偏低、变压器荷载过大等安全设置，可以保证操作者的安全，减少意外的触电事故发生，提高了操作的安全性能。 第二，大型的机组在工作时，会产生很大的电流，这样往往会影响电网中其他的机器运行，可能会使生产减缓，影响工作效率。而变频调速的装置，可以对这类问题提供智能化的解决途径，在大功率的机组工作时，可以分阶段的启动，减少电
4、流过大对于电网的冲击，能够大大的改善性能。 第三，一般给水泵都是有附加的转差损耗的，而变频调速装置则没有转差的损耗，工作效率提升，可操作性能很强，调速的范围比较宽，这是很多的传统水泵所不具备的特点。 第四，一些给水泵站的起车和停车都十分的频繁，而这样的操作模式对于水泵的损伤以及工作效率的影响是十分严重的。变频调速技术能够很好的解决这一问题，对于起停运行频繁的泵站，给水泵全天（24 小时）都要随着水量的变化而对输出的功率进行适当的调整，这正是变频水泵的优势所在。 第五，可以平缓的进行电能与机械能的转化，利用软件编制相应的程序进行变频调速，使变化的速率平缓，对于机械的磨损小了很多，提高了给水泵运行
5、的可靠性，也减低了维护与维修的成本支出。 第六，这种水泵的一次性投入比较大，技术操作相对复杂，高科技的因素占了很大的部分，如果想使用这种技术来充实给水泵站，首先要有资金的投入，其次要对技术人员进行培训或是专门聘请相关专业的技术人员。 第七，这种设备在市场上的品种很多，可选择的范围很大。 二、给水泵站的变频调速技术在实际中的应用 变频调速系统是给水系统中比较特殊的一种，这种系统是根据水流量以及水的压力为信号对于供水、给水的功率进行调整，进而对于频率进行调整。为了使调整的幅度更为精确，使调整变化的幅度更为平缓，且要保证调整的效果，一般的情况下，会使用多台给水泵共同的工作，形成多泵并联的模式。而采取
6、这样的形式进行变频，通常有两种方案可以使用。第一种方案是每一台水泵都配有一个变频器（图 1） ，通过水压来反馈信号，由接收端子对于信号进行传输，最后在终端进行调节，这样的方法的投入比较高，但是可以起到很好的效果，回馈的信息以及电脑软件做出的判断也相对准确，是可靠性比较好的。这样的设备是对于精度的要求比较高的给水泵站所使用的。另一种是由所有的水泵共用一台变频器（图 2） ，通过并联的方式进行调节转速，一些居民小区以及学校，包括一些企事业单位，如果需要自己供水的话，通常会选择这类运行方案，因为其可以满足日常的需要，而且造价比之前一种低了很多，属于经济适用的类型。 图 1 图 2 1变频调速固定运行
7、方案 固定运行方案，指的是在水泵运行的过程中，变频器始终与一台水泵（我们称之为“主泵” ）连接，并且通过这台主泵的所传导的压力变化来影响其他水泵（称之为“辅助泵” ）的运行。具体为：当变频器的输出频率达到额定值时，启动一台辅助泵，这时由于一台辅助泵启动，变频器所输出的频率则回到了额定值以下，如水量继续加大，则根据上述的方式，还会启动一台辅助泵，以此类推。而当变频器的输出功率达到最小的时候，会自动停止一台辅助泵的工作，同上，以此类推，通过关闭辅助泵来调节水流量。这种方案适合于大小水泵搭配的给水泵站，大水泵作为主泵，小水泵作为辅助泵。根据当地的实际情况为主泵以及变频器设计合理的工作区间。 2变频调
8、速循环运行方案 这种运行方式与上一种运行方式不同的是，不再有主泵与辅助泵的区别。在运行中，当泵站的水压偏低的时候，变频器会启动一台水泵，而到这台水泵达到一定的荷载时，又会启动下一台水泵，第一台水泵的荷载自动减低，当给水泵站中的水压减小的时候，停止水泵的工作。每台水泵上都要有监控的装置，或是在在监控系统中有每台水泵的工作记录，这样能够使泵站的操作运行更加灵活，使各个水泵的使用达到均衡。由于这样的变频方式在客观上运用了“软启动”和“软停车”的方法，可以保证启动的时候以及停车的时候，电流不会形成突然的变化，有利于所在电网的稳定性，对于其他的用电器也会起到一定的保护作用。 三、给水泵站应用变频调速的技
9、术优势 1.有利于设备延长使用寿命 变频调速操作有利于设备延长水泵以及相关设备的使用寿命，并且能够有效的减少和降低维修费用以及事故发生率。由于其能够做到软启动、软停车，对于硬件的保护是十分到位的，电机的转子磨损与设备的机械磨损都会减少。 2.使水泵的控制更加灵活 由于可以同时控制多台水泵，这样就可以使水压的整体变化更加精确。再者，水泵之间都是并联系统，一台水泵如果发生了故障不能够运行，就会自动发出报警，变频控制器会启动其他的水泵，或是调高其他水泵的转速，增加了给水泵站整体系统的可靠性，保证了生产生活的供水。 四、运行中的注意事项 首先，要做到在设计水泵站时，根据环境以及条件选择水泵的参数；其次
10、，对于固定或是循环运行方式的选择，要根据其具体的需要进行；再次，在变频调速的过程中，绝大多数的情况是减速调节，这种调节方式如果疏忽，很可能导致水泵机组整体的速度下降；最后，在设定水压传感参数时，要设计能够满足泵站的最高扬程，这样能够增加正常供水的可靠性。 结论 我国的工业从传统的劳动密集型转变为现在的技术密集型，而对于高科技的运用也在不断的加大力度。变频调速技术在大型给水泵站以及小型的民用给水泵站能够得到广泛的应用就说明了我们国家的工业科技含量在不断的提高。对于这种提高，我们不能够盲目乐观，要注意其中的问题，比如有的地区对于变频调速技术盲目的上马，而不去论证是否有必要，最后造成了极大的经济与技术的浪费。所以，我们国家的科技研发部门，一方面要对高新设备进行研发和优化，另一方面在推出高新科技的同时也要推出相应的指导意见。以便于使科技真正合理的惠及工业产业，为工业的发展助力。 参考文献 1 王军伟. PLC 变频调速在桥式起重机中的应用J. 机械工程与自动化. 2011(02) 2 张歌红,朱石林,潘海鹏. 积分分离 PID 算法在横机控制器中的应用J. 工业仪表与自动化装置. 2010(01) 3 谭世海,熊隽迪,李忠芬,冉启阳. 变频技术在给水泵节能改造中的应用J. 电机与控制应用. 2010(02)
