PDF《自来水厂变频循环投切恒压供水系统》

由于变频 泵以外的泵都有软起动器,所以不需要再做备用 系统,当变频器故障时,可用软起动器手动起动 M2~M4水泵,保证供水不致中断;

每台电机都 有起动器,初始投资较大.另一种是 循环投切 方案,系统图如图2所示. 图中:BP1―变频器,BU1―软启动器, PT-压力变送器,ZJ

1、ZJ2-用于控制系统的起 动/停止和自动/手动转换.由图2可见,变频器连 接在第一台水泵电机上,需要加泵时,变频器停 止运行,并由变频器的输出端口RO1~RO3输出 信号到PLC,由PLC控制切换过程.切换开始时, 变频器停止输出(变频器设置为自由停车),利 用水泵的惯性将第一台水泵切换到工频运行,变 频器连接到第二台水泵上起动并运行,照此,将 第二台水泵切换到工频运行,变频器连接到第三 台水泵上起动并运行;

需要减泵时,系统将第一 台水泵停止,第二台水泵停止,这时,变频器连 接在第三台水泵上.再需要加泵时,切换从第三 台水泵开始循环.这种方式保证永远有一台水泵 在变频运行,四台水泵中的任一台都可能变频运 行.这样,才能做到不论用水量如何改变都可保 持管网压力基本恒定,且各台水泵运行的时间基 本相同,给维护和检修带来方便,所以,大部分 的供水厂家都钟情于循环投切方案.但此方案也 有不足之处,就是在只有一台变频器运行并切换 到工频过程中会造成管网短时失压,在设计时应 充分的引起重视.另外,必须设置一套备用系 统,图中的软启动器就是作为备用.当变频器或 PLC故障时,可用软起动器手动轮流起动各泵运行 供水.

3 循环投切的工作过程 众所周知,变频器的输出端不能连接电源, 也不能运行中带载脱闸,切换过程应按以下的程 序进行.循环投切恒压供水系统投入运行时,当 变频器的输出频率已达到50Hz或52Hz时,能否 将变频器的上限频率设为52Hz,取决于水泵电 机运行在52Hz时是否超载.在50Hz频率下运行 60S管网水压未达到给定值,此时,该台水泵需 切换到工频运行.切换过程是:先关该台水泵电 动阀,然后变频器停车(停车方式设定为自由停 车),水泵电机惯性运转,考虑到电机中的残余 电势,不能将电机立即切换到工频,而是延时一 段时间,到电机中的残余电势下降到较小值,这 个值保证电源电压与残余电势不同相时造成的切 换电流冲击较小,在某水厂160KW水泵电机的切 换时间为600ms.连接在电机工频回路中的空气 开关容量为400A,经现场调试切换过程的电流冲 击较小,每一次切换都百分之百的成功.关阀后 停车,水泵电机基本上处于空载运转,到600ms 时电机的转速下降不是很多,使切换时电流冲击 较小.切换完成后,再打开电动阀;

已停车的变 图3 计算机监控原理图 图4 变频恒压供水电气原理图

111 111 频器切换到另外的水泵上起动并运行,再开电动 阀.切除工频泵时,先关阀,后停车,这样无 水锤 现象产生.这些操作都是由PLC控制自动 完成. 实际上,电机的传统起动方式也存在一定的 电流冲击.对电机直接时,起动电流是额定电流的 5~7倍,小功率的电机经常采用直接起动方式.电 机功率较大时,常用星―三角或自耦减压起动器. 自耦减压起动器起动电机时,首先加60%的电压, 属恒频调压调速,数秒钟或数十秒钟后(根据电机 的容量而定),电机加速到60%电压时的速度,将60%的电压切除后立即连接到100%(380V)电源 上.切除60%电压时,电机的速度较变频器投到工 频时电机的速度要低,残余电势相对低一些,投切 是在瞬间完成的,电流冲击可能性较大,为保证切 换成功,回路上的空气开关容量一般都选得比较 大.循环投切时,电机从变频往工频切换,只要切 换的延时足够,电机由变频切换到工频时的电流冲 击不大.一般残余电势的衰减时间为1―2秒,切换 延时也不是越长越好,延时短,残余电压高,速度 降落少;