泵站一體化供水設備的應用實例分析

  3.1 泵站一體化供水設備基本情況及系統概述

  泵站一體化供水設備承擔城區的主要供水任務，日設計供水量為20萬噸，并于近期完成了泵房水泵機電設備的變頻改造，其中主泵房的水泵電機功率為560 kW，分別由兩臺6 kV/560 kW變頻器進行控制。對水泵泵站進行變頻技術改造的基本目的是在閥門開放的前提下，通過變頻器的輸出頻率對泵站水泵電機轉速進行調整以便于達到改變供水量的目的，改變了傳統的依靠閥門開度來調節泵站供水量的方式。同時依靠變頻調解控制緩解泵站啟停對于供水管網的沖擊，確保泵站供水管網水壓以及供水量的恒定。

  泵站一體化供水設備機組：

  1）水泵：四臺，型號：24SH-13、額定流量：3168 m3/h、額定揚程：47.4 m、額定軸功率：550 kW、額定效率：88%、額定轉速：970 rpm。

  2）電機：型號：Y4503-6、額定功率：560kW、額定電壓：6 kV、額定頻率：50 Hz、額定電流：63.17 A、額定功率因數：0.894、額定轉速：991 rpm。

  3）變頻器：變頻器采用HARSVERT-A06/076變頻器，變頻器主要的技術性能指標如下所示：變頻器容量790 kVA、額定輸出電流76 A、輸入頻率45 Hz到55 Hz、額定輸入電壓6000 V、允許電壓波動±10%、輸入功率因數≥0.96（大于20%負載時）、輸出頻率范圍0 Hz到50 Hz（即：調速范圍0～99.99%）、變頻器效率≥96%、輸出頻率分辨率0.01 Hz，無級調速、過載能力120%一分鐘，150%立即保護。

 泵站一體化供水設備的具體技術控制要求

  1）變頻調速控制系統的基本控制。首先變頻調速控制系統需要配置工頻旁路，通過設置工頻旁路確保水泵機組既可變頻調速運行，也可以直接投入工頻運行。其次，另外設置系統運轉保護，當變頻調速控制系統局部單元故障時，不停機繼續運行，以保障供水的持續性。此外，系統還專門配置了閥門聯動功能，實現開停泵全過程的全部自動化。

  2）變頻調速控制系統閥門真空度的檢測。在泵站水泵啟動之前，為了確保水泵機組的正常啟動，保證水泵泵腔處于真空的狀態，因此，變頻調速控制系統在水泵啟動之前會對泵腔的真空度值進行確定。如果泵腔的真空度值不滿足要求，變頻器則會自動報警并停止水泵的啟動工作。

  3）管網閥門過力矩報警。在泵站運轉過程中，由于操作的原因或者是機械電器的原因，會出現閥門打開過度或關閉過度問題，也就是閥門過力矩，對于變頻調速控制系統在運行過程中，一旦出現閥門過力矩的問題，則會自動向變頻器報警，進而采取措施進行處理。

  4）水泵電機溫度的報警。通過在變頻器的模擬輸入通道參數設定中設置超溫報警、過熱跳閘保護、電機冷風機啟動以及電機冷風機關閉的臨界溫度值，可以實現變頻調速控制對于電機的溫度監測和自動保護功能。

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  泵站一體化供水設備的實際運行效果分析

  1）簡化了操作與觀察。通過對泵站進行變頻技術改造之后，對于泵站運行過程中的各種參數例如泵站電機的運行頻率、變頻器輸入以及輸出端的電壓電流、泵站開環或者是閉環運行狀態以及泵站管網水壓等一系列的參數，都可以通過數字化的顯示屏直觀的了解，方便了對于泵站供水系統運行的觀察控制。

  2）泵站水泵啟停的自動化控制。在進行變頻技術改造中將開閥的水壓設定為0.48 MPa，這樣對于泵站水泵電機的開泵以及停泵控制，無需值班人員進行人工的操作，不僅可以避免操作失誤問題的發生，同時由于變頻器的啟停較為平穩，避免對于管網造成沖擊。

  3）泵站供水全過程的恒壓控制。對于泵站的兩臺機組，控制模式為一組機組處于開環控制的模式，一組機組處于閉環控制的模式，因此即使用戶的用水量需求發生變化，只需要匹配機組變頻器的運行頻率，仍然能夠確保水壓的持續穩定。

  4）明顯的節能效果，在通過對泵站水泵機組進行變頻調速控制技術改造之后，用電量明顯下降，泵站工作成本顯著降低，在節能方面具有非常顯著的效果。