1、引言 　　 生活用水與人們息息相關(guān)，隨著城市規(guī)劃的完善，越來越多的居民小區(qū)供水采用恒壓自動(dòng)控制。另一方面，隨著變頻技術(shù)的推廣，泵類專用變頻器在恒壓供水系統(tǒng)已有了廣泛應(yīng)用。本文主要講述深圳某小區(qū)供水系統(tǒng)及康沃風(fēng)機(jī)/水泵專用型P2系列變頻器在恒壓供水控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。 　　 2、恒壓供水系統(tǒng)描述 　　 2.1小區(qū)供水的基本模式 　　 小區(qū)恒壓供水的一般模式如圖1所示。通過水泵提高供水管道壓力，將水上揚(yáng)送至高層住戶。由于用戶用水時(shí)間及用水量變化，要求維持管道供水壓力，通過調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，可實(shí)現(xiàn)壓力恒定。 [align=center] 小區(qū)恒壓供水系統(tǒng)示意圖[/align] 2.2供水系統(tǒng)特性 　　 恒壓供水系統(tǒng)中，常用的參數(shù)主要有： 　　 ·流量（Q）：?jiǎn)挝粫r(shí)間流過管道內(nèi)某一截面的水量，單位m/s、m/h； ·揚(yáng)程（H）：?jiǎn)挝涣髁康乃簧蠐P(yáng)時(shí)所獲得的能量，單位m； ·全揚(yáng)程（HT）：總揚(yáng)程，即水泵可達(dá)到的揚(yáng)程； ·實(shí)際揚(yáng)程（HA）：水泵實(shí)際提高水位所需的能量； ·損失揚(yáng)程（HL）：全揚(yáng)程與實(shí)際揚(yáng)程的差，HT=HA+HL； ·管阻（R）：管道系統(tǒng)對(duì)水流的阻力； ·壓力（P）：供水系統(tǒng)中某一位置的水壓。 　　 供水系統(tǒng)的主要特性有：揚(yáng)程特性與管阻特性，如圖2所示。 [align=center] 供水系統(tǒng)的主要特性[/align] 當(dāng)用水管道全通時(shí)，用水量與揚(yáng)程之間關(guān)系為揚(yáng)特性。由圖2-（a）可知，當(dāng)用水流量越大時(shí)，揚(yáng)程越小。管阻特性指供水流量與管網(wǎng)阻力間的關(guān)系，由圖2-（b）可知，供水流量越大時(shí)管網(wǎng)阻力也越大。供水系統(tǒng)穩(wěn)定工作點(diǎn)為揚(yáng)程特性與管阻特性的交點(diǎn)，即圖2-（c）中的A點(diǎn)。 　　 2.3變頻節(jié)能原理 　　 一般供水系統(tǒng)中，流量調(diào)節(jié)方法一般為閥門控制法和轉(zhuǎn)速控制法兩種。 　　 閥門調(diào)節(jié)法主要通過調(diào)節(jié)出水管的開度來調(diào)節(jié)流量，實(shí)際是通過改變管道的阻力來改變水的流量。閥門調(diào)節(jié)時(shí)，管阻特性隨著閥門開度的變化而變化，而電機(jī)恒速運(yùn)行，因此揚(yáng)程特性并不改變。如圖3所示，當(dāng)流量從QA下降到QB時(shí)，穩(wěn)定工作點(diǎn)由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，供水功率PA與0EBF區(qū)域的面積成正比。 　　 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)法是通過改變水泵轉(zhuǎn)速來改變水的流量。管道一般處于全開狀態(tài)，如果水泵轉(zhuǎn)速改變，則全揚(yáng)程也改變。采用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)法時(shí)，揚(yáng)程隨著轉(zhuǎn)速改變而改變，但管阻特性則保持不變。如圖3所示，當(dāng)流量從QA下降到QB時(shí)穩(wěn)定工作點(diǎn)由A點(diǎn)移到C點(diǎn)，供水功率PB與0ECH區(qū)域的面積成正比。 　　 從圖3可看出，采用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)法比采用閥門調(diào)節(jié)法節(jié)約的功率△ P與HCBF區(qū)域的面積成正比。由水泵特性得出以下關(guān)系： 　　流量與轉(zhuǎn)速成一次方關(guān)系：Q1/Q2 = n1/n2； 　　揚(yáng)程與轉(zhuǎn)速成二次方關(guān)系：H1/H2 = （ n1/n2 ） 2 　　電機(jī)軸功率與轉(zhuǎn)速成三次方關(guān)系：P1/P2 = （ n1/n2 ） 3 　　 由上述推導(dǎo)可以知道，采用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)法的節(jié)能效果很明顯。隨著變頻調(diào)速技術(shù)不斷成熟，恒壓供水采用變頻器來控制水泵轉(zhuǎn)速。由電機(jī)轉(zhuǎn)速公式：n=60f/p，其中，n為電機(jī)同步轉(zhuǎn)速，f為供電頻率，p為電機(jī)極對(duì)數(shù)，可知電機(jī)供電頻率f與轉(zhuǎn)速成正比。這樣，采用變頻器調(diào)速時(shí)，變頻器的輸出頻率與流量、揚(yáng)程及電機(jī)軸功率也有上述的n次方（n=1,2,3）比例關(guān)系。 [align=center] 變頻調(diào)速節(jié)能效果比較圖[/align] 3、康沃變頻器在恒壓供水中的應(yīng)用 　　 3.1恒壓供水變頻控制工作原理 　　 圖4為恒壓供水的變頻控制示意圖。 [align=center] 恒壓供水變頻控制示意圖[/align] 變頻器根據(jù)給定壓力指令控制水泵電機(jī)，出口檢測(cè)傳感將管道壓力信號(hào)反饋給變頻器，經(jīng)變頻器內(nèi)置的PID進(jìn)行控制。當(dāng)實(shí)際壓力小于設(shè)定壓力時(shí)，變頻器控制電機(jī)加速；當(dāng)實(shí)際壓力大于給定壓力時(shí)，變頻器控制電機(jī)減速，從而保持管道壓力恒定。 　　 3.2康沃CVF-P2變頻器的應(yīng)用 　　 深圳康沃電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的CVF-P1/P2系列風(fēng)機(jī)/水泵專用變頻器，選用供水附件可實(shí)現(xiàn)一臺(tái)變頻器最多控制四臺(tái)水泵的恒壓供水系統(tǒng)。目前在生活供水、工業(yè)用水、中央空調(diào)系統(tǒng)、污水處理等行業(yè)都有一定的應(yīng)用。以康沃CVF-P2-4T0075變頻器在深圳南山某住宅小區(qū)生活供水系統(tǒng)的應(yīng)用為例，介紹恒壓供水系統(tǒng)的調(diào)試情況。 　　 3.2.1電氣構(gòu)成 　　 該住宅小區(qū)生活供水系統(tǒng)由三臺(tái)水泵構(gòu)成，每臺(tái)水泵的功率為11KW，采用一臺(tái)CVF-P2-4T0110及供水附件進(jìn)行控制。壓力檢測(cè)采用電阻式遠(yuǎn)傳壓力表，量程為1Mpa。該系統(tǒng)的主要電氣控制框圖如圖5所示，圖6為主電路圖。 [align=center] 恒壓供水系統(tǒng)電氣控制框圖[/align] 3.2.2恒壓控制過程 　　 采用多泵固定順序投切方式，其加泵、退泵過程如下： 　　 加泵過程：當(dāng)實(shí)際壓力小于設(shè)定壓力時(shí)，變頻器啟動(dòng)后拖動(dòng)1號(hào)水泵電機(jī)運(yùn)行，待運(yùn)行頻率上升至50Hz，并經(jīng)設(shè)定的泵切換判斷時(shí)間后，1號(hào)泵切換到工頻運(yùn)行，而變頻器則繼續(xù)起動(dòng)2號(hào)泵運(yùn)行，同樣的，待變頻器工作頻率上升至50Hz，并經(jīng)設(shè)定的泵切換判斷時(shí)間后，2號(hào)泵切換到工頻運(yùn)行，變頻器起動(dòng)3號(hào)泵變頻運(yùn)行，直到實(shí)際壓力等于設(shè)定壓力時(shí)，變頻器拖動(dòng)相應(yīng)的水泵電機(jī)運(yùn)行。 　　 退泵過程：退泵過程為加泵過程的逆過程。當(dāng)實(shí)際壓力大于設(shè)定壓力，1號(hào)工頻泵先停止，變頻器驅(qū)動(dòng)當(dāng)前泵運(yùn)行，若實(shí)際壓力仍大于設(shè)定壓力，再停止2號(hào)工頻泵，變頻器驅(qū)動(dòng)當(dāng)前泵運(yùn)行，若實(shí)際壓力還大于設(shè)壓力，則變頻器降低當(dāng)前頻率，直至實(shí)際壓力等于設(shè)定壓力。 　　 3.2.3主要參數(shù)設(shè)定 　　 表1為該系統(tǒng)中CVF-P2變頻器的主要參數(shù)設(shè)定列表。 　　 表1康沃變頻器參數(shù)設(shè)定表 　　 　　功能碼 　　設(shè)定值 　　功能碼意義 　　功能碼 　　設(shè)定值 　　功能碼意義 　　 　　b-0 　　2 　　運(yùn)行參數(shù)選擇 　　H-51 　　0 　　反饋信號(hào)特性 　　 　　b-2 　　0.7 Mpa 　　設(shè)壓力值 　　H-52 　　1 　　反饋通道增益 　　 　　b-3 　　2 　　外部運(yùn)行命令 　　H-53 　　1 　　PID顯示系數(shù) 　　 　　b-7 　　10秒 　　加速時(shí)間 　　H-54 　　2 　　PID控制器結(jié)構(gòu) 　　 　　b-8 　　10秒 　　減速時(shí)間 　　H-55 　　1 　　比例增益 　　 　　L-0 　　1 　　V/F曲線設(shè)定 　　H-56 　　2 　　積分時(shí)間常數(shù) 　　 　　L-4 　　 　　L-5 　　15 Hz 　　下限頻率 　　H-61 　　3 　　PID反饋斷線動(dòng)作 　　 　　L-5 　　0 　　下限頻率運(yùn)行模式 　　H-62 　　1.00 Mpa 　　遠(yuǎn)傳壓力表量程 　　 　　L-6 　　2 　　起動(dòng)方式 　　H-63 　　0.4 Mpa 　　報(bào)警下限壓力 　　 　　L-11 　　1 　　停機(jī)方式 　　H-64 　　0.8 Mpa 　　報(bào)警下限壓力 　　 　　L-33 　　2 　　三線控制模式 　　H-65 　　0.3 Mpa 　　下限壓力設(shè)定值 　　 　　L-63 　　17 　　三線控制定義 　　H-66 　　0.9 Mpa 　　上限壓力設(shè)定值 　　 　　H-6 　　2 　　故障自恢復(fù)次數(shù) 　　H-67 　　0.5 Mpa 　　蘇醒閥值 　　 　　H-7 　　3秒 　　故障自恢復(fù)時(shí)間 　　H-68 　　0.8 MPa 　　睡眠閥值 　　 　　H-48 　　4 　　三泵控制模式 　　H-69 　　120秒 　　 泵切換判斷時(shí)間 　　 　　H-49 　　1 　　PID設(shè)定通道 　　H-70 　　0.2秒 　　電磁開關(guān)延遲時(shí)間 　　 　　H-50 　　0 　　PID反饋通道 　　H-71 　　0 　　固定順序切換 　　 說明：變頻器的起停采用三線控制模式，采用按鈕開關(guān)以方便客戶操作。壓力表量程為1.00 Mpa，壓力給定通過變頻器面板數(shù)字設(shè)定。康沃P2系列變頻器在選擇恒壓力供水方式時(shí)，d-6和d-7參數(shù)可直接顯示系統(tǒng)的設(shè)定壓力與反饋壓力。另外，還根據(jù)用戶要求設(shè)定睡眠與喚醒功能，即當(dāng)供水壓力達(dá)到睡眠設(shè)定值，且變頻器運(yùn)行降低至下限頻率，如果此時(shí)實(shí)際壓力還大于設(shè)定壓力，則說明用戶用水量很少，因此變頻器可停止運(yùn)行；當(dāng)供水壓力小于喚醒設(shè)定值時(shí)，變頻器自動(dòng)啟動(dòng)。同時(shí)，康沃變頻器具備管道阻塞泄露等報(bào)警功能，若反饋通道斷線或壓力表損壞時(shí)，可按要求（例如按上限頻率的一半）運(yùn)行。 　　 4、小結(jié) 　　 目前恒壓變頻控制技術(shù)已經(jīng)比較成熟，應(yīng)用也較普遍。采用變頻控制既達(dá)到了節(jié)能效果，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了小區(qū)供水系統(tǒng)的自動(dòng)控制。另一方面，采用變頻器控制可簡(jiǎn)化電氣控制電路，維護(hù)方便，水泵電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)亦可延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命。該小區(qū)自去年采用恒壓變頻控制到目前為止，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，節(jié)能效果也達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。