摘要：随着绿色环保理念的提出，节能减耗在各个行业中相继被提出，对于自来水厂而言，如何在满足实际供水的前提下，实现一定的节能减耗成为当前自来水厂发展的主要内容。在自来水厂建设发展中，为了降低制水成本，在水厂工作中，引入高压变频调速装置，可以帮助水厂节约实际成本，促进管网安全生产，在水厂中建立节能减耗的甭水站，有助于促进自来水厂的全面可持续发展。
关键词：变频器 高压调速装置 节能
前言：随着城市建设的不断发展，城市供水压力逐渐增大，为了平衡城市水压，有必要对原有的变频调速装置进行合理化改造，文章通过在自来水厂中应用高压电动机变频调速装置，控制了不同时间段的供水差异，减少了泵机故障，实现了降能增效的生产目标。基于此，文章就高压电动机变频调速装置在自来水厂中的应用展开了详细分析，希望能对自来水厂中的水处理工作带来一定帮助。
1变频器
（1）概念；变频器可以对电力设备进行控制，具体而言主要是调整电源电压，以此来改变电流频率的过程。在当前的科技下，变频技术与电子技术逐渐融为一体。传统的变频器应用时主要是蕴含在发电机中，难以实现单独操作，但是随着半导体技术的发展，当前变频器已经可以单独使用。日常在家电与工业设备中十分常见。
（2）特点。变频器的应用范围较广，在电气与工业设备应用期间，变频器具有明显的节能效果。在供水业中合理应用变频器，可以有效防止供水故障，进而不断提升供水质量。具体而言，变频器在实际应用中具有以下几方面特点：一，减少电能损耗，并且可以在一定程度上存储电能，从而不断提升电能利用效率；二，变频器因其自身调整电源电压与改变电流方式的作用，因此实际应用期间可以明显提升供水效率。另外，还能结合不同季节对电流频率进行适当调整，最终实现管网供水压力平衡；三，应用变频器可以降低设备损耗，减少噪音的出现，满足原有工艺需求，营造良好车间工作氛围。
2变频调速原理
高低压变频器由控制器、移相变压器、功率单元组成，主要技术为多电平串联技术。这种结构简单、性价比较高的功率单元，可以适应更宽的功率与电压范围。电力半导体开关器件能在中压范围中串联应用。通过采用母线电感器限制电流，因此功率单元不用半导体熔断器。变频调速系统可以供给水泵电动机一定的变频电源，确保电动机的适当调速，最后遵照原有的参数实现水压自动化。
3变频器控制方式
变频器自发展以来，曾出现过很多类型的，但当前在市场上流通的结构主要为下图1所示。
图1 变频器基本结构
变频调速的主要方式主要包括V/F控制、矢量控制、转差频率控制，其中V/F控制主要是开环控制，矢量控制、转差频率控制则属于闭环控制，而目前处于发展中的为转矩控制。
（1）V/F控制；异步电动机中的转速与频率f与极对数间存在一定关联，通过改变f就可以对转速进行调节，但由于f的变化可能导致磁路转矩问题，因此在改变f期间，还要对定子电压进行调解，控制气隙磁通与电动机效率恒定，这种控制方式操作容易，通用性比较好。
（2）转差频率控制；从电机学知识了解到，异步电动机和气隙磁通、转差频率之间存在明显关联，唯有确保气隙磁通恒定，合理调控转差频率才能对电动机转矩进行合理控制。
（3）矢量控制。矢量控制主要以交流电动机为基础，模拟直流电动机转矩的情况，将定子电流划分成电枢电流与励磁电流，同时分别对其进行合理控制，其中矢量控制能进行转矩控制，并获得与直流电动相同的调速性能。
4变频调速装置在自来水厂中的应用
将变频调速装置应用在自来水厂中，可以充分展现设备的节能优势，促进水厂朝着节能环保方向全面发展。随着计算机控制技术的发展电动机变频调控技术也得到进一步发展，PCL与变频调控技术的结合，在水厂中发挥着明显作用。自来水厂中的变频调速系统操作简单、抗干扰性与可靠性较高、供水压力恒定且具有明显的节能优势。与此同时，通过对这一系统的深入研究，自来水厂能实现无人值守；此外，这一系统的出现还可以完成多台水泵的启动与暂停，有效降低管网水锤效应；利用网络通信技术，还能对水泵机房进行远程操控，使变频器的操作更加灵活可靠。
4.1 PCL控制系统的完善
自来水厂中的变频调速系统主要由三个层面构成，即现场、主干、管理三层。若使用分布式控制系统，比较容易实现。分布式控制系统采用多级控制模式，使系统稳定性不断提升，自来水厂的主干通讯主要通过以太网来实现。再者，随着自来水厂管理工作的不断发展，在网络管理中，应重点考虑网络中心计算机系统，再者，为了完成数据实时共享，自来水厂还要将采集到的不同数据信息传输到管理系统当中。将生产与管理数据存储到一个数据库里面，同时还要对自来水厂的整体运作情况进行实时监控；对于系统服务其而言，要使用双硬盘配置，以此不断提升数据安全稳定性；对于服务器与客户端而言，要使用频数较高的网卡，进而在根本上提升网络数据传输速度。
4.2变频调速装置的应用
变频调速装置的应用，能明显提升自来水厂的节能效率，与此同时，还能达到最佳的节能效果。这样既能减少自来水厂的资源浪费，又能促进自来水厂的合理运行，帮助自来水厂更好的提升实际效益。另外，变频技术的合理应用，还能减少对设备与材料的小号，减少设备噪音的产生，提升自来水厂的供水质量，更好的满足实际生产需求。
5变频调速系统整体运行
在自来水厂中，变频调速系统一直处于运行状态，若系统处在工频阶段，泵口压力值与原来数值相距甚远，这是开启另一台机组，就可以满足实际用水需求。再次期间，通过调节变频系统，就可以使出水流量满足实际用水需求。
设定水泵泵口压力值期间，要结合四季与全天用水情况，绘制出相应的曲线数据图。当自来水厂正常运行期间，变频系统就会结合给定数值进行相应的闭环操作。若遇到异常情况，就可以在操作机上改变原有的定值数据，以此来实现原有的供水需求。
通过对变频调速系统运行状况的分析，改变了自来水厂的水治理情况，实现了用水量的节约，另外，据相关数据测算，长年以来，变频调速装置的使用，为自来水厂节约了大量电能，减少了工频电机的使用次数，缓解了工作人员的劳动强度，控制了管网运行期间的漏水量，最终为恒压供水提供了大量的数据。
在变频技术的不断发展中，人们生活用水需求也在不断变化，当前变频供水设备不仅应用于自来水厂汇总，也被广泛应用到住宅小区与消防供水当中，现阶段，深水潜水泵中也开始应用变频调速控制装置。
结语：综上所述，为了促进自来水厂的进一步发展，满足自来水厂中的工艺及生产需求，有必要在自来水厂中引入高压电动机变频调速装置，通过这一装置的合理应用，促进了水厂供水技术的全面发展，也实现了水厂的节能减耗。通过对变频调速装置的合理化应用，自来水厂可以完成恒压供水；变频机的全面启动，改变了原有的电流消耗，实践验证，高压变频器运行可靠，性能恒定，高效节能，相信这也是这一设备在自来水厂中被广泛应用的主要原因。
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[4]张建.高压变频器在自来水厂中的节能应用及效果分析[J].资源节约与环保,2016(01):7-8.
论文作者:王晓雄,孙文雄,曹峰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
标签：自来水厂论文; 变频器论文; 变频调速论文; 装置论文; 节能论文; 水厂论文; 系统论文; 《基层建设》2019年第19期论文;