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1、淺談變頻供水技術［摘要］科學技術的不斷發(fā)展，自動化系統(tǒng)在水利工程屮的應用日趨廣泛。供水與輸水作為重耍水利工程，其原有的管理和運行模式已不能適應現代化水利工程管理運行的需要。變頻供水技術以其節(jié)能、安全、供水高品質等優(yōu)點，能夠有效提高供水輸水工程的運行管理能力，在水利行業(yè)中得到了廣泛應用。［關鍵詞］水利工程；自動化；變頻；供水；中圖分類號：TV文獻標識碼：A>a刖s隨著自動化的快速發(fā)展和在各個領域的滲透，使基于自動化技術的水利工程建設和管理發(fā)展到了一個新的水平，并展示出了強勁的生命力和應用前景。特別是變頻供水技術的成熟和迅速普及，給水利自動化提出了新的要
2、求。近年來，伴隨著大量供水輸水工程的建設及改造，變頻供水技術在水利工程中的運用越來越廣泛。變頻供水技術的廣泛應用標志著水利行業(yè)技術水平隨著時代的發(fā)展不斷進步。二、變頻器簡介變頻器的英文譯名是VFD(Variable-frequencyDrive),是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源的頻率和幅度的方式來控制交流電動機的電力傳動元件。變頻器之所以能實現対電動機的調速功能，主要是變頻器能夠將電源的三相（或單相）交流電，經整流橋整流為直流電（交一直變換）,再把直流電經逆變器變?yōu)殡妷汉皖l率可調的三相（或單相）交流電源（直一交變換）。其間電能不發(fā)生
3、任何變化，而只冇頻率發(fā)生改變。三相井步電動機的轉速計算公式為：式中：n―轉速；fl―供電頻率；s--異步電動機轉差率；p—磁極對數。由上述公式可知，異步電動機調速的途經冇改變磁極對數、改變轉差率和調整供電頻率。三、變頻與供水關系論述在供水系統(tǒng)中，流量是最根本的控制對象。由水泵一管道供水原理可知，調節(jié)供水流量，原則上有二種方法；一是節(jié)流調節(jié)，開大供水閥，流量上升；關小供水閥，流量下降。調節(jié)流量的第二種方法是調速調節(jié),水泵轉速升高，供水流量增加；轉速下降，流量降低，對于用水流量經常變化的場合（例如生活用水），采用調速調節(jié)流量，具有優(yōu)良的節(jié)能效果。變頻器控
4、制水泵，主要是通過變頻器控制水泵的轉速來調節(jié)水的流量，在普通泵的基礎上增加了變頻器控制。其工作原理為：風機水泵類負載，電機能耗與轉速的立方成正比，使用變頻控制水泵較使用進、出口閥門調節(jié)水泵要更加節(jié)能。由于水泵的軸功率與轉速的立方成正比，因此水泵用變頻器來調節(jié)轉速能實現壓力或流量的自動控制，同時可獲得大量節(jié)能。另外使用變頻器控制還可以減少起動電流和對泵的沖擊，泵停車時還可以通過參數設置來避免泵的水錘效應。變頻供水技術以其節(jié)能、安全、供水高品質等優(yōu)點，在供水行業(yè)得到了廣泛應用。變頻供水系統(tǒng)實現水泵電動機無級調速，依據用水量的變化(實現上為供水管網的壓力變
5、化)自動調節(jié)系統(tǒng)的運行參數，在用水量發(fā)生變化時保持水壓恒定以滿足用水耍求，是當今先進、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。在實際應用中如何充分利用變頻器內置的各種功能，對合理設計變頻器速供水系統(tǒng)，降低成本、保證產品質量等有著重要意義。四、變頻供水的安全問題研究(1)水錘效應的產生與消除界步電動機在全電壓啟動時，從靜止狀態(tài)加速到額定轉速所需耍的時間只有0.25so這意味著在0.25s的時間里，水的流量將從零猛增到額定流量。由于水具有動量和不可壓縮性，因此，在極短時間內流量的巨大變化將引起對管道的壓強過高或過低的沖擊，并產生空化現象。壓力沖擊將使管壁受力而產牛噪聲，猶
6、如錘了敲擊管子一樣，故稱為水錘效應。在直接停機時，供水系統(tǒng)的水頭將克服電動機的慣性而使系統(tǒng)急劇地停止。這也同樣會引起壓力沖擊和水錘效應。山此可以看出，產生水錘效應的根本原因，是由于啟動和制動過程中的動態(tài)轉矩太大。水錘效應具有極大的破壞性:壓強過高，將引起管道的破裂，反之，壓強過低又會導致管道的癟塌。此外，水錘效應也可能破壞水泵、閥門和固定件，大大降低供水質量。采用了變頻調速后，可以通過對升速時間的預置來延長啟動過程，使動態(tài)轉矩大為減小，在系統(tǒng)停機過程中，同樣可以通過對降速時間的預置來延長停機過程，減小動態(tài)轉矩，從而徹底消除水錘效應，大大延長了水泵及管
7、道系統(tǒng)的壽命。(2)供水電機及電網的保護由于變頻供水基本上都采用了變頻軟啟動，啟動頻率低，啟動電流小,因此，除了對供水機泵和供水管網冇保護作用，還能有效地防止大電流對電機和電網的沖擊，對供水電機和電網有良好的保護作用，供水系統(tǒng)電機直接啟動與變頻啟動的對比表如下表所示。五、對變頻干擾的處理凡是安裝有變頻器的測控系統(tǒng)一般都伴隨著電磁干擾的問題。變頻器的干擾問題一般分為變頻器自身干擾；外界設備產生的電磁波對變頻器干擾；變頻器對其它弱電設備干擾3類情況。變頻器自身就是一個干擾源。變頻器山主回路和控制回路兩大部分組成，變頻器主冋路主要由整流電路，逆變電路，控制
8、電路組成，其中整流電路和逆變電路由電力電子器件組成，電力、電子器件具有非線性特性，當變頻器運行時，它要進行快
