恒压供水变频一拖二系统设计思路优化方案

变频器恒压供水具有保持管网恒定压力、按需供水、设施安装周期短、运行方式节能等优点，近年来在居民小区供水、生产车间供水、办公楼供水等行业得到了广泛的普及应用，取代了传统的高塔供水方式，因而有时也将变频器恒压供水称为无塔供水模式。

简易的变频器恒压供水装置，由一台变频器、一只压力传感器构成压力闭环控制，应用变频器自身的PID控制功能，即可实现（可调）恒压供水。变频器据管网所需供水量大小，自动调整电动机转速，进而调节供水量，使管网维持在一个恒定压力上。较为复杂一点的系统，则要求具有手动、自动控制功能，变频器故障时可实施工频应急运行，变频器可实现一拖二至一拖X的运行方式，各台电动机均由变频器软起动，减缓了电气与机械冲击。根据用水量大小，用PLC控制各台电动机的工频/变频或变频/工频投切，以变频器作为压力的自动（补偿）调节器。

本装置为恒压供水变频一拖二系统，具体设计要求是：

1）装置构成：装置由两台7.5kW电动机，一台11kW变频器、一只压力传感器组成。根据管网所需压力，工作过程中自动实施对1#泵、2#泵的起停控制与变频/工频的切换控制，达到恒压供水的目的。

2）具有手动、自动控制功能：正常状态下，自动运行，保障恒压供水。变频器或某水泵故障情况下，能对另一正常水泵直接进行工频起停的控制，达到应急供水、不误生产的要求。

3）两水泵的起动均由变频器进行软起动。

4）两泵在工作中应该被循环使用。以达到延长水泵使用寿命的要求。

根据以上4点控制要求，画出的系统主电路如下（见图6-13）。

系统元件配置和选型：(www.xing528.com)

1）变频器采用VFD-B系列的11kW变频器产品。一般情况下，认为水泵为变转矩负载，变频器的P型机即能满足功率要求，但经实际运行状况的检验，潜水电泵比之于普通电动机，在全速运行中的电流却要大许多，因而采用通用型VFW-B机型，以保障一定的功率富裕量；

2）因需要实施对两泵的变频/工频切换，采用4只交流接触器，完成水泵的工频/变频切换任务。

3）在选型上，空气断路器在一定程度上承担对负载电动机的过载和短路保护，但又要承担电动机的起动电流，其额定电流值应选电动机电流的2倍左右。考虑到切换比较频繁，接触器的电流规格尽可能地选大一些。变频器运行回路，对两泵的故障保护由变频器来保障，不必再串入热继电器。在两个工频回路，分别串入了FR1、FR2两只热继电器，用作工频运行时的过载与短路保护。热继电器动作电流的整定，应为水泵额定电流的1.1倍。主回路配线截面积不得低于4mm²。

图6-13 恒压供水变频一拖二系统主电路图

4）控制电源采用了150VA 380V/220V变压器供给，采用隔离电源的目的，并不单纯是为了安全性考虑——人体单线接触时无触电危险，此外由于电感（电源变压器）的滤波效应，使得电网侧干扰不易进入PLC。当采用220V市电为PLC供电时，易发生零线接触不良和谐波电压干扰，造成供电电压不稳或过高，容易造成PLC的损坏。

5）系统有电网电压和运行电流指示，便于工作人员监控设备运行状态；装置安装于金属箱体内，除箱体本身要有百叶窗形散热孔外，因变频器工作时本身有热量散发，在箱体顶部或两侧加装散热风扇M3，以提高散热效果，增强工作的可靠性。

6）加装R/I转换控制板，将远传电阻式压力表的电阻信号进行转换，转换为4～20mA输入电流信号，输入到变频器的ACI电流信号输入端，作为压力反馈信号输入；为了调整压力的方便，外加一只2.2kΩ的电位器，将给定压力信号输入到变频器VIN的控制端子上，这是压力给定信号。压力表的测压范围为0～1MPa，对应信号输入电流为4～20mA。压力给定信号为0～10V，对应管网压力为0～1MPa。当电位器调到中间位置时，变频器AVI端子输入电压为5V，管网压力将被维持于0.5MPa上。