供水系統(tǒng)一般是由水泵、閥門以及拖動電機構成。其中拖動電機的運行方式及控制方式會對水泵與閥門的正常運行造成影響，進而影響到整個供水系統(tǒng)的安全。與此同時，拖動電機還會涉及到系統(tǒng)的節(jié)能性、投資和長期運行的經(jīng)濟性、系統(tǒng)維護的工作量及故障發(fā)生的頻繁程度等�？梢娤到y(tǒng)電氣控制作用極為重要。

 

1 供水系統(tǒng)常用電氣控制方式

通常情況下水泵電機的常見起動控制方式有工頻全壓直接起動、工頻降壓啟動與工頻全壓運行，并且工頻降壓又包括自耦變降壓與星三角降壓。系統(tǒng)閥門的開關閉合全靠控制閥門電機進行正反轉(zhuǎn)以及機械傳統(tǒng)實現(xiàn)。以下是供電系統(tǒng)不同設備的具體應用情況：

 

工頻全壓直接起動控制方式的線路接線較為簡單，并且維護檢修十分便捷，投資成本較少，其起動電流為額定電流的 6- 7倍，電網(wǎng)與水泵機組會受到較大的沖擊力，變壓器運行費用高。星三角降壓起動的電流與轉(zhuǎn)矩為三角形連接起動的 ，結構簡單且價格便宜，但是此種起動機無法從本源上消除機械與電

氣的突變問題。在某種狀況下，由星形切換至三角形起動時會比直接在線起動的狀況要遭。

 

自耦變壓器起動控制方式與直接起動、星形轉(zhuǎn)換三角形起動控制方式相比，投資運行成本更高，但是與變頻器、軟起動器相比，投資成本偏低。

 

電動閥門的操作較為頻繁，存在電氣控制系統(tǒng)、絲桿傳動以及蝸輪蝸桿等，需要高強度的維修保養(yǎng)，故障發(fā)生率較高[1]。直接在線起動控制方式、星形轉(zhuǎn)換三角形起動控制方式，以及自耦變降壓的起動控制方式所產(chǎn)生的電流與電壓若是發(fā)生瞬變，易發(fā)生電氣故障，其在瞬間產(chǎn)生的巨大沖擊會引起管路系統(tǒng)發(fā)生壓力振動，進而產(chǎn)生機械故障，對供水系統(tǒng)整體造成損壞影響，大大增加了維修工作量。

 

2 供水系統(tǒng)新式電氣控制方式

首先，變頻器。變頻器的精度較高、調(diào)速范圍寬，具有高速控制、節(jié)約電能等優(yōu)良性能，尤其是在供水系統(tǒng)之中，變頻器可以有效提高升供水質(zhì)量。另外，其接線控制簡單，能夠緩慢啟停與控制，同時消除管道中所有開停泵水的錘效應，確保管道自身與閥門等多個部件不受到?jīng)_擊。當水泵的運行均速下降后，包括軸承等預轉(zhuǎn)部分的磨損與葉片等部件的承受應力會逐漸減輕，設備使用壽命增加，維修成本降低。

 

其次，軟起動器。當軟起動器在起動、停機時，可以緩慢升高電壓與降低電壓，極為自然的在軟起動、軟停機中實現(xiàn)了電流限制，節(jié)點簡單且可靠性較高、維護工作量不大。而且電機的保護良好，參數(shù)設置較為簡單。

 

較后，多功能水泵控制閥。此種控制設備集聚電動閥、水錘消除器與止回閥三種設備的全部功能，可以有效確保供水系統(tǒng)能夠安全、可靠的運行。不存在電氣與液壓元器件，而且無需使用電力、人力或者其他外力，故障發(fā)生率不高，本文不需要進行維修，使用壽命較長。

 

3 供水系統(tǒng)電氣控制方式的優(yōu)化配置案例

3.1 改造后的設備選型與配置

根據(jù)上述新式電氣控制方式，某集團公司對其凈水廠的兩個泵房設備進行了改造。在生活水泵房中使用了 2 臺型號為ACS- 500 的變頻器與 4 臺型號為 CMK- S200 的軟起動器作為水泵電機，取代了原有的自耦降壓起動控制方式，實現(xiàn)了平穩(wěn)開停與恒壓供水，運行成本降低。工業(yè)水泵發(fā)采用了 2 臺型號為 ACS- 800 的變頻器與 3 臺型號為 PSTB370 軟啟動機作為水泵電機，取代了原有的直接啟動與固定工頻控制，實現(xiàn)了軟起停車與恒壓運行，變壓器由原本 1000KVA 下降到 800KVA，電力運行成本減少。對于原有的電動閘閥、手動閘閥及逆止閥被多功能的控制閥與手動閘閥組合所代替，在操作運行中可以有效消除閥門的自動啟閉、消除水錘，而且控制簡單、操作便捷、可實現(xiàn)閥門免維護。

 

經(jīng)過此次對供水系統(tǒng)的設備進行優(yōu)化配置后，拆除了閥門電氣控制與執(zhí)行系統(tǒng)，開關水泵閥門只需閥門兩端壓力差予以自動運行，并保護管道不受損；而且在水泵機組起停時，控制更加平滑、穩(wěn)定，可以有效消除起停時的突變現(xiàn)象，防止系統(tǒng)受到?jīng)_擊。另外，從母管壓力向變頻器進行反饋，使變頻器實現(xiàn)了系統(tǒng)自動恒壓供水，提高了供水質(zhì)量。

 

3.2 設備的選型及調(diào)試注意點

第一，要選擇比電動機額定功率大一檔的變壓器與軟起動器額定容量；第二，要減少變頻器與軟起動器的外部設備，減少故障發(fā)生點。如果軟起動器的容量較大，那么要選擇內(nèi)部安裝旁路接觸器與保護測量功能較為齊全的設備。因為變頻器自身帶有控制保護功能，所以無需對其進行二次保護；第三，要垂直安裝，保證散熱空間充足；第四，水泵電氣啟動加速時間在8- 12s 之間，起動時的初始電壓在 150V 左右，停泵減速時間要控制在 15- 20s 內(nèi)；第五，為了使變頻器發(fā)揮較大效用，要保證變頻器較小頻率高于 36Hz、較大頻率低于 49Hz；第六，不可使用一控多模式；第七，要選擇膜片式的多功能水泵控制閥，不需要專業(yè)調(diào)試，但是要利用控制管路的閥門調(diào)試好開關時間，以此確保水泵在開停時可以消除水錘，降低停泵時對水泵造成的反轉(zhuǎn)危害。第八，提水加壓泵房中設置了高壓大功率水泵電機，但高壓變頻器成本過高、軟起動技術不成熟[2]。所以為了保證供水系統(tǒng)能夠平穩(wěn)、安全的運行，要使用單臺變頻或是多臺直接起動的方式進行配置；在水泵出口處要使用多功能的水泵控制閥來控制系統(tǒng)的開停、消除水錘。

 

3.3 優(yōu)化供水系統(tǒng)控制方式的配置與選型建議

首先，利用軟啟動設備方式開控制水泵電機的起停作業(yè)，不僅可以有效發(fā)揮出機組的相應功能，同時還可以減少啟動設備在運行時對電網(wǎng)與其相關管網(wǎng)造成的傷害。其次，要選擇一臺或是多臺變頻器來保持控制設備的調(diào)度合理，同時要注重多臺機組之間的有效合作，進而實現(xiàn)恒壓供水效果。然后，由于水泵控制閥存在多項功能，所以要按照這一原則來替代供水系統(tǒng)中普遍應用的電動閥門，以此解決好與水泵機有關的一些操作。另外，在供水系統(tǒng)的控制方式上，選擇多功能水泵控制閥進行供水控制，一般情況下不需要對其予以維護，這不但可以更加合理的節(jié)約能源，同時還可以有效去除掉水錘效應，進而保證泵站與其管網(wǎng)的安全。較后，對于電壓較高且功率過大的電機水泵閥而言，雖然安裝高壓變頻器需要投入更多的成本，但是為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定運作時間、減少資源浪費，有關人員應當在設計供水系統(tǒng)時將變頻器考慮進去，以此發(fā)揮變頻器的較大效用，保證供水系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行，為人們、工廠等提供更好的供水服務。

 

結束語

綜上所述，供電系統(tǒng)中的電氣控制方式對整個系統(tǒng)有著重要的影響作用，為了保證系統(tǒng)可以正常的運作，有關人員要合理選擇電氣控制方式，并制定好相關優(yōu)化方案。在進行供水系統(tǒng)更換過程中，工作人員要嚴格按照工作流程進行，充分掌握好設備基礎知識與相關注意事項，從而選擇出較好的設備控制方式，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，更好的服務于社會。

 

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