淺談自動(dòng)變頻恒壓供水設(shè)備的工作原理及安全性分析

　　恒壓供水是一個(gè)供水體系正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要因素，自動(dòng)變頻恒壓供水設(shè)備能夠根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)快速調(diào)整供水壓力，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)、無(wú)人值守、水壓恒定。自動(dòng)變頻恒壓供水設(shè)備以其投資少、投資回收期短、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠、占地面積小、高效節(jié)能、自動(dòng)化程度高、操作控制方便等優(yōu)勢(shì)，已逐步替代了傳統(tǒng)的水塔、高位水箱以及各種氣壓式供水設(shè)備。

　　1.自動(dòng)變頻恒壓供水設(shè)備的工作原理

　　自動(dòng)變頻恒壓供水設(shè)備系統(tǒng)由蓄水池、水泵機(jī)組、循環(huán)軟啟動(dòng)變頻柜、壓力傳感器、管路網(wǎng)絡(luò)等構(gòu)成，變頻柜由變頻調(diào)速器、變頻控制器（PLC）、低壓電器等組成，水泵一般選擇同型號(hào)2~4臺(tái)。

　　設(shè)備通過(guò)壓力傳感器檢測(cè)管網(wǎng)壓力并變?yōu)殡?a target="_blank">信號(hào)送至變頻控制器，經(jīng)分析處理，將信號(hào)傳至變頻控制器來(lái)控制水泵轉(zhuǎn)速。當(dāng)用水量增加時(shí)，管網(wǎng)壓力下降，此時(shí)水泵電機(jī)頻率升高，水泵轉(zhuǎn)速變快，出水量增加；當(dāng)用水量減少時(shí)，水泵轉(zhuǎn)速變慢，減少出水量，使管網(wǎng)壓力維持設(shè)定壓力值。在多臺(tái)泵運(yùn)行時(shí)，逐機(jī)軟啟動(dòng)，由變頻轉(zhuǎn)工頻至壓力流量滿足為止，實(shí)現(xiàn)了水泵的循環(huán)控制。系統(tǒng)設(shè)定的定時(shí)換泵控制功能，可均衡各泵的運(yùn)行時(shí)間和磨損程度，延長(zhǎng)泵組的整體使用壽命。

　　自動(dòng)變頻恒壓供水設(shè)備有著高效節(jié)能、壓力調(diào)節(jié)精度高、流量可連續(xù)調(diào)節(jié)、自動(dòng)化程度高、功能齊全、運(yùn)行合理等特點(diǎn)。

　　2.自動(dòng)變頻恒壓供水設(shè)備的安全性分析

　　2.1變頻控制器：

　　變頻控制器雖然功能完善、可靠性高、適用性強(qiáng)、抗干擾能力突出，但也有其安全隱患：對(duì)環(huán)境溫度及濕度的要求較高，通風(fēng)散熱不足以及過(guò)高的濕度等惡劣工作環(huán)境，會(huì)使變頻控制器過(guò)熱或絕緣性能降低，引發(fā)故障；另外，設(shè)備本身的安全質(zhì)量問(wèn)題、參數(shù)設(shè)定不合理、電磁干擾強(qiáng)烈等情況也會(huì)引起變頻控制器的故障；如果使用不當(dāng)，維護(hù)保養(yǎng)工作不到位，也會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行故障，導(dǎo)致變頻器不能正常工作，甚至造成變頻器過(guò)早的損壞，而影響正常運(yùn)行。故障可表現(xiàn)為程序及運(yùn)算的錯(cuò)誤，產(chǎn)生誤輸入、誤輸出，系統(tǒng)出現(xiàn)誤動(dòng)作甚至失控。

　　2.2水泵機(jī)組：

　　在變頻控制器故障的狀態(tài)下，水泵電機(jī)可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)在工頻與變頻之間的轉(zhuǎn)換，水泵長(zhǎng)時(shí)間工頻運(yùn)轉(zhuǎn)，加大機(jī)械磨損，或可能出現(xiàn)機(jī)組頻繁啟、停，水泵承受劇烈的溫度變化和交變應(yīng)力，引起汽蝕和水錘現(xiàn)象，產(chǎn)生振動(dòng)、磨損和泄漏等事故，導(dǎo)致水泵、電機(jī)和開(kāi)關(guān)器件壽命損耗，或幾臺(tái)水泵可能無(wú)法正常輪轉(zhuǎn)，長(zhǎng)期不使用的水泵出現(xiàn)生銹堵轉(zhuǎn)；生活、消防合用的供水設(shè)備，可能由于消防或水位信號(hào)誤傳，造成泵組全部工頻啟動(dòng)，供水管網(wǎng)壓力驟增，嚴(yán)重威脅供水管道及用水設(shè)施的安全，同時(shí)由于供水量的急劇增大，蓄水量一旦無(wú)法滿足，就會(huì)有水泵空轉(zhuǎn)、燒毀的危險(xiǎn)；無(wú)正確操作規(guī)程、操作不當(dāng)、管理不善等人為因素，也會(huì)給水泵機(jī)組帶來(lái)極大的安全隱患。論文發(fā)表。

　　3.自動(dòng)變頻恒壓供水設(shè)備安全性的提高

　　3.1完善功能設(shè)計(jì)：

　?。?）根據(jù)系統(tǒng)控制要求，進(jìn)行合理的設(shè)備選型、可編程控制器的選取、參數(shù)的設(shè)定和程序的設(shè)計(jì)；

　?。?）變頻控制器具備過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、過(guò)載、短路、過(guò)熱、失速防止、瞬時(shí)停電保護(hù)、復(fù)電自動(dòng)啟動(dòng)、小流量自動(dòng)停機(jī)、電機(jī)溫度自動(dòng)控制等自我保護(hù)與故障處理能力；

　?。?）水泵運(yùn)行、切換過(guò)程全自動(dòng)進(jìn)行，具備故障自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)定期巡檢、自動(dòng)累計(jì)工作時(shí)間、自動(dòng)定時(shí)輪換、故障泵自動(dòng)退出等功能，軟啟軟停，減少?zèng)_擊電流；

　　（4）蓄水池水位、溫差、壓差等監(jiān)測(cè)控制完備；

　?。?）其它節(jié)能、可靠性需求。

　　3.2變頻控制器的安裝、使用和維護(hù)

　　環(huán)境溫度控制在-10~+40℃之間，以25℃±3℃為最佳，不能安裝在發(fā)熱量大的電器元件之下，周圍有足夠的通風(fēng)散熱空間；空氣相對(duì)濕度控制在95%以下（無(wú)結(jié)露）；遠(yuǎn)離震動(dòng)源，不可避免時(shí)需采取減震措施；控制柜封閉性良好、機(jī)械強(qiáng)度高。

　　抗干擾方面，保證良好的接地，控制回路線使用屏蔽線，合理布線，強(qiáng)電和弱電分離、保持距離，增加抗無(wú)線干擾濾波器等元件。

　　維護(hù)保養(yǎng)方面，加強(qiáng)每天的巡檢及定期維修，完善日常運(yùn)行巡檢項(xiàng)目，定期對(duì)變頻器進(jìn)行斷電維修檢查，熟悉各種保護(hù)功能以確保正確使用變頻器及故障查找。

　　3.3建立遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)：

　　依據(jù)設(shè)備的智能化控制系統(tǒng)，對(duì)水量、水壓、液位等進(jìn)行遠(yuǎn)程在線監(jiān)控、監(jiān)測(cè)，監(jiān)視和記錄系統(tǒng)的工作狀況，反饋實(shí)時(shí)信息。對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和處理，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理、查詢和分析，從而達(dá)到異地操作、監(jiān)控和故障分析，實(shí)現(xiàn)通訊控制。

　　在實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控的同時(shí)，擺脫對(duì)“無(wú)人值守”的形式依賴，尤其對(duì)故障信息的處理，必須采取遠(yuǎn)程操控和現(xiàn)場(chǎng)巡查相結(jié)合的管理模式。運(yùn)行部門須建立完善的設(shè)備巡視檢查制度、定期維護(hù)保養(yǎng)制度，制定嚴(yán)密的操作規(guī)程和各種緊急預(yù)案，加強(qiáng)安全意識(shí)，防范安全隱患。論文發(fā)表。

　　3.4設(shè)置設(shè)備出口安全閥

　　設(shè)置安全閥的目的是為防止變頻控制器和水泵機(jī)組出現(xiàn)故障時(shí)的過(guò)壓情況對(duì)供水系統(tǒng)所造成的危害，而并非為防止水錘。供水管網(wǎng)主干道一般采用給水鑄鐵管，過(guò)壓情況一旦破壞了鑄鐵管在地溝內(nèi)的固定支撐，管道就會(huì)發(fā)生位移，膠圈接口便會(huì)脫開(kāi)，造成嚴(yán)重后果。另外，管道、設(shè)施超壓使用不但有爆裂危險(xiǎn)，而且用水設(shè)施的快速開(kāi)閉方式將會(huì)產(chǎn)生水錘，威脅到供水系統(tǒng)安全。

　　在安全閥的選型上，可選用以水等液體為介質(zhì)的封閉微啟式安全閥或安全泄放閥，其工作原理是：當(dāng)管路內(nèi)壓力超過(guò)允許值時(shí)，安全閥將隨壓力超過(guò)允許值的增長(zhǎng)而按比例開(kāi)啟，繼而全量排放，當(dāng)壓力降低到規(guī)定值時(shí)，安全閥會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，保證設(shè)備和管路的安全運(yùn)行，安全閥的開(kāi)度高度是微量的（為閥座喉徑的1／40～l／20），不允許突然開(kāi)啟或關(guān)閉產(chǎn)生水錘現(xiàn)象。

　　4.結(jié)語(yǔ)

　　安全是相對(duì)的，即便是有著高科技和先進(jìn)技術(shù)的自動(dòng)變頻恒壓供水設(shè)備也同樣如此。作為基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，供水系統(tǒng)的安全問(wèn)題必須重視，尤其以節(jié)能降耗及工藝優(yōu)化需要為目的的住宅小區(qū)供水系統(tǒng)改造項(xiàng)目，需結(jié)合改造后的供水設(shè)備與住宅小區(qū)現(xiàn)有的供水系統(tǒng)的匹配情況，在設(shè)備投運(yùn)初期即對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的工作狀況嚴(yán)密監(jiān)控，對(duì)各種參數(shù)反復(fù)設(shè)定，確保自動(dòng)變頻恒壓供水設(shè)備的節(jié)能性、安全性真正達(dá)到長(zhǎng)期的穩(wěn)定與可靠。