供水係統一般是由水泵、閥門以及拖動電機構成。其中拖動電機的運行方式及控製方式會對水泵與閥門的正常運行造成影響，進而影響到整個供水係統的安全。與此同時，拖動電機還會涉及到係統的節能性、投資和長期運行的經濟性、係統維護的工作量及故障發生的頻繁程度等。可見係統電氣控製作用極為重要。

 

1 供水係統常用電氣控製方式

通常情況下水泵電機的常見起動控製方式有工頻全壓直接起動、工頻降壓啟動與工頻全壓運行，並且工頻降壓又包括自耦變降壓與星三角降壓。係統閥門的開關閉合全靠控製閥門電機進行正反轉以及機械傳統實現。以下是供電係統不同設備的具體應用情況：

 

工頻全壓直接起動控製方式的線路接線較為簡單，並且維護檢修十分便捷，投資成本較少，其起動電流為額定電流的 6- 7倍，電網與水泵機組會受到較大的衝擊力，變壓器運行費用高。星三角降壓起動的電流與轉矩為三角形連接起動的 ，結構簡單且價格便宜，但是此種起動機無法從本源上消除機械與電

氣的突變問題。在某種狀況下，由星形切換至三角形起動時會比直接在線起動的狀況要遭。

 

自耦變壓器起動控製方式與直接起動、星形轉換三角形起動控製方式相比，投資運行成本更高，但是與變頻器、軟起動器相比，投資成本偏低。

 

電動閥門的操作較為頻繁，存在電氣控製係統、絲杆傳動以及蝸輪蝸杆等，需要高強度的維修保養，故障發生率較高[1]。直接在線起動控製方式、星形轉換三角形起動控製方式，以及自耦變降壓的起動控製方式所產生的電流與電壓若是發生瞬變，易發生電氣故障，其在瞬間產生的巨大衝擊會引起管路係統發生壓力振動，進而產生機械故障，對供水係統整體造成損壞影響，大大增加了維修工作量。

 

2 供水係統新式電氣控製方式

首先，變頻器。變頻器的精度較高、調速範圍寬，具有高速控製、節約電能等優良性能，尤其是在供水係統之中，變頻器可以有效提高升供水質量。另外，其接線控製簡單，能夠緩慢啟停與控製，同時消除管道中所有開停泵水的錘效應，確保管道自身與閥門等多個部件不受到衝擊。當水泵的運行均速下降後，包括軸承等預轉部分的磨損與葉片等部件的承受應力會逐漸減輕，設備使用壽命增加，維修成本降低。

 

其次，軟起動器。當軟起動器在起動、停機時，可以緩慢升高電壓與降低電壓，極為自然的在軟起動、軟停機中實現了電流限製，節點簡單且可靠性較高、維護工作量不大。而且電機的保護良好，參數設置較為簡單。

 

較後，多功能水泵控製閥。此種控製設備集聚電動閥、水錘消除器與止回閥三種設備的全部功能，可以有效確保供水係統能夠安全、可靠的運行。不存在電氣與液壓元器件，而且無需使用電力、人力或者其他外力，故障發生率不高，本文不需要進行維修，使用壽命較長。

 

3 供水係統電氣控製方式的優化配置案例

3.1 改造後的設備選型與配置

根據上述新式電氣控製方式，某集團公司對其淨水廠的兩個泵房設備進行了改造。在生活水泵房中使用了 2 台型號為ACS- 500 的變頻器與 4 台型號為 CMK- S200 的軟起動器作為水泵電機，取代了原有的自耦降壓起動控製方式，實現了平穩開停與恒壓供水，運行成本降低。工業水泵發采用了 2 台型號為 ACS- 800 的變頻器與 3 台型號為 PSTB370 軟啟動機作為水泵電機，取代了原有的直接啟動與固定工頻控製，實現了軟起停車與恒壓運行，變壓器由原本 1000KVA 下降到 800KVA，電力運行成本減少。對於原有的電動閘閥、手動閘閥及逆止閥被多功能的控製閥與手動閘閥組合所代替，在操作運行中可以有效消除閥門的自動啟閉、消除水錘，而且控製簡單、操作便捷、可實現閥門免維護。

 

經過此次對供水係統的設備進行優化配置後，拆除了閥門電氣控製與執行係統，開關水泵閥門隻需閥門兩端壓力差予以自動運行，並保護管道不受損；而且在水泵機組起停時，控製更加平滑、穩定，可以有效消除起停時的突變現象，防止係統受到衝擊。另外，從母管壓力向變頻器進行反饋，使變頻器實現了係統自動恒壓供水，提高了供水質量。

 

3.2 設備的選型及調試注意點

第一，要選擇比電動機額定功率大一檔的變壓器與軟起動器額定容量；第二，要減少變頻器與軟起動器的外部設備，減少故障發生點。如果軟起動器的容量較大，那麽要選擇內部安裝旁路接觸器與保護測量功能較為齊全的設備。因為變頻器自身帶有控製保護功能，所以無需對其進行二次保護；第三，要垂直安裝，保證散熱空間充足；第四，水泵電氣啟動加速時間在8- 12s 之間，起動時的初始電壓在 150V 左右，停泵減速時間要控製在 15- 20s 內；第五，為了使變頻器發揮較大效用，要保證變頻器較小頻率高於 36Hz、較大頻率低於 49Hz；第六，不可使用一控多模式；第七，要選擇膜片式的多功能水泵控製閥，不需要專業調試，但是要利用控製管路的閥門調試好開關時間，以此確保水泵在開停時可以消除水錘，降低停泵時對水泵造成的反轉危害。第八，提水加壓泵房中設置了高壓大功率水泵電機，但高壓變頻器成本過高、軟起動技術不成熟[2]。所以為了保證供水係統能夠平穩、安全的運行，要使用單台變頻或是多台直接起動的方式進行配置；在水泵出口處要使用多功能的水泵控製閥來控製係統的開停、消除水錘。

 

3.3 優化供水係統控製方式的配置與選型建議

首先，利用軟啟動設備方式開控製水泵電機的起停作業，不僅可以有效發揮出機組的相應功能，同時還可以減少啟動設備在運行時對電網與其相關管網造成的傷害。其次，要選擇一台或是多台變頻器來保持控製設備的調度合理，同時要注重多台機組之間的有效合作，進而實現恒壓供水效果。然後，由於水泵控製閥存在多項功能，所以要按照這一原則來替代供水係統中普遍應用的電動閥門，以此解決好與水泵機有關的一些操作。另外，在供水係統的控製方式上，選擇多功能水泵控製閥進行供水控製，一般情況下不需要對其予以維護，這不但可以更加合理的節約能源，同時還可以有效去除掉水錘效應，進而保證泵站與其管網的安全。較後，對於電壓較高且功率過大的電機水泵閥而言，雖然安裝高壓變頻器需要投入更多的成本，但是為了提高係統的穩定運作時間、減少資源浪費，有關人員應當在設計供水係統時將變頻器考慮進去，以此發揮變頻器的較大效用，保證供水係統能夠穩定運行，為人們、工廠等提供更好的供水服務。

 

結束語

綜上所述，供電係統中的電氣控製方式對整個係統有著重要的影響作用，為了保證係統可以正常的運作，有關人員要合理選擇電氣控製方式，並製定好相關優化方案。在進行供水係統更換過程中，工作人員要嚴格按照工作流程進行，充分掌握好設備基礎知識與相關注意事項，從而選擇出較好的設備控製方式，提高企業經濟效益，更好的服務於社會。

 

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