作者：鑫鵬自動化　來源：本站原創　日期：2019-6-30 10:50:20　點擊：2747　屬于：無負壓變頻供水應用案例

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XPWG系列智能無負壓變頻恒壓給水成套設備

 一、概 述?

水是人類生命之源，隨著我國城市化進程的加速，城市規模的膨脹，居民小區不斷增加，高樓大廈鱗次櫛比，致使本來不堪重負的自來水管網更顯不足；很多城市在用水的高峰期樓房高層屢屢出現缺水的現象。目前解決該矛盾的辦法之一是：建水池或設水箱，通過水泵二次加壓保證供水，但是這種方法有如下顯而易見的缺點：?

（一）工程投資大? 建水池、設水箱，占地面積大，施工周期長，工程總投資大。?

（二）存在二次污染? 原本純凈的自來水全部放入水池（或水箱）中，水池、水箱不是全封閉結構，各種空氣中的粉塵、細菌及小動物極易進入水池、水箱，存在水源被污染的后患。并且自來水在水池、水箱中存留較長的時間，易變質變味；雖然自來水中含有一定數量的余氯用于消毒，但是不能滿足水質要求。被污染的水經過加壓后供給用戶飲用，嚴重影響人體健康。?

（三）浪費能源? 將自來水完全放入水池或水箱，原有壓力全部變為零，再從零開始重新加壓給水，原有能量白白浪費，這種給水方式能耗大，設備運行成本高。?

（四）運行不經濟? 加壓設備選型大，運行中消耗電能較多，使用不經濟。?

（五）安裝麻煩? 修建水池、設置水箱，工程量大，工序較多，工藝也復雜，一旦出現滲漏現象難以維修，后期維護也困難。?

（六）物業管理麻煩  大型蓄水池清洗時費時費力，且清洗時用水受到影響，管理麻煩。?

我公司XPWG系列全自動無負壓管網直聯式供水設備，克服了水池、水箱的諸多缺點，成功的解決了高層居民用水難的問題。它有如下特別之處：?

1、不用建水池或設水箱，與自來水管網直接連接，可以充分利用自來水管網原有壓力，差多少補多少，自來水壓力能滿足負荷要求時，設備便停止工作。系統大部分時間在低頻率下運行，耗電較少，因此節能效果顯著，可達到50％以上。?

 2、自來水經設備加壓后直接供給用戶，全程密封運行，水源不易受污染，供水質量好，是環保型供水設備，采用微機變頻軟啟動恒壓控制，水壓平穩，水壓質量好。?

3、施工周期短，占地面積小，安裝方便，工程總投資可減少60％以上，使用該設備水質沒有二次污染，不需要凈化設備，進一步節省了投資；因為利用了自來水自身的壓力，能耗小，節省日常的用電開支。因為沒有水池和水箱，同時又節省了定期清洗消毒的費用。?

4、運行成本低。由于加壓泵選型較小，而且采用多泵制，在用水低峰期，一臺泵足以滿足用水需求。用水高峰期時，才會啟動其它水泵，因此設備運行能耗非常低。?

5、物業管理方便、簡單，該供水設備為數字控制全自動運行。停電停水自動停機，來電來水自動開機。?

6、設備自動化程度高，具有過流、過熱、缺相、缺水等多種保護功能，使用壽命長。且有一條公共供水管路與用戶管網直接相通，在停電時加壓泵雖停止工作，但建筑低層用戶依舊可維持供水。?

二、應用范圍?

適用于任何自來水壓力不足地區的加壓供水。

1、工礦企業的生產、生活用水及各種補水系統；?

2、新建住宅小區或寫字樓生活用水；?

3、已建好的水池，可以采用無負壓供水設備與水池共用的供水方式，進一步節能；?

4、對原有氣壓供水設備進行改造，可以充分利用原有的氣壓罐；?

5、各種循環系統，自來水廠的中間加壓泵站。

三、設備選型編制說明

四、主要性能與特點?

1、采用高性能變頻 器，配用數字微機控制技術，自動化程度高，可實現恒壓變量， 多恒壓變量，變壓變量多種控制方式。系統運行平穩，安全可靠，故障率低。?

2、微機控制多臺泵，可靠地實現軟啟動，無沖擊電流，機械磨損小，可延長設備使用壽命。?

3、根據用水量變化，可完成泵組的循環變頻，按照先開先停的原則運行，均衡各泵的工作量，從而延長水泵壽命。?

4、設備效率高，節能效果顯著，設備能自動檢測，自動調節用戶管網水量、水壓，使水泵始終運行在適合區，比氣壓罐式供水節電14.7％，比恒速運行水泵節電58.2％。?

5、實現微分控制時，對多路泵進行軟啟動調速運行，必要時切換為工頻運行，具備手動操作功能，當變頻器、控制器故障時，將轉換開關切入“手動”位置，人工操作面板上各泵的啟停按紐，實現連續供水。?

6、數字設定工作水壓，并用數碼顯示實際工作壓力，使實際工作壓力 與設定壓力一致。?

7、自來水壓超低報警停機，水壓恢復后自動開機運行，管網高水壓報警，LED頻率指示，變頻器異常指示，電機故障工況指示。?

8、保護功能：欠壓保護、過載保護、缺相保護、失速保護、電機接地保護。?

9、根據用戶需要可靈活改變工作方式：○1一臺泵變頻工作，其他泵工頻工作；○2夜間小流量泵定時停機（根據配置可選增加）；○3多臺泵循環變頻工作。

五、設備組成及工作原理圖：

該設備采用微機控制變頻調速實現恒壓供水，其中的負壓補償系統克服了對管網的不良影響。流程圖如下：

全自動無負壓管網直聯式供水設備系統如上工作原理圖所示，系統設定某一壓力值。如果市政管網壓力高于設定壓力值時，壓力變送器將該信號送到變頻控制柜，使水泵機組處于休眠狀態。自來水則可通過連通管路直接到達用戶管網實施供水。當市政管網壓力下降或用戶管網用水量增加時，壓力傳感器將用戶管網壓力低于設定值的信號反饋給變頻控制柜中的PID控制器，并通過其啟動水泵機組，調整變頻器的輸出頻率，調節水泵轉速以保持恒壓供水；如果少數泵啟動尚不能滿足供水要求時，變頻器將控制多臺泵變頻或工頻運行，以達到恒壓變量供水的要求。? 當水泵機組的供水與自來水管網的進水保持平衡時，負壓消除器使穩壓補償器與外界隔離，水泵機組可利用自來水的壓力進行恒壓供水。一旦平衡破壞，負壓消除器使穩壓補償器與外界相通，并通過穩壓補償器中的檢測裝置，采集穩壓補償器內的真空度及水位信號反饋給微機，通過微機控制負壓消除器動作，控制負壓產生，保證設備在維持正常供水的前提下不對城市管網產生任何負面影響。? 當市政管網停水時，水泵機組仍可繼續工作，直到穩壓補償器中的水位下降至液位的下限后自動關機，來水后又自動開機。? 控制系統停電時，水泵機組停止工作，自來水可通過市政管網與用戶之間的連通管進入用戶管網，為低樓層用戶供水，來電時機組自動開機恢復正常供水。

六、技術參數?

1、電源：3相五線制，380V（±10％），50HZ（±5％）；?

2、供水范圍：0～300m³/h；?

3、壓力范圍：0～2.5MPa；?

4、壓力調節精度：≤0.01MPa；?

5、控制功率：≤160KW；? 6、穩流補償量：0.2m³～100m³；?

七、環境要求?

1、環境溫度：-1℃～50℃，相對濕度≤90％，無水珠凝露；?

2、海拔高度1000米以下，無易燃，腐蝕性氣體，無油霧，無帶電塵埃；?

3、無強烈震動源（*大振動速度≤0.6G）；?

4、安裝場所設有排水設施，地面無積水；?

5、控制柜外殼及接地端子切實接地，接地電阻≤4Ω

八、智能變頻恒壓供水控制柜系統操作指南：

1、控制柜外面板布局及功能說明：

電源指示：當控制柜接通電源該指示燈亮且電壓表顯示電壓。

缺水指示：當水箱水位到達低水位或者無負壓自來水壓力降低至電接點壓力表低壓設定值時停機保護（無負壓罐上電接點表綠色指示為缺水設定壓力值），此時該燈亮起；水位水壓正常時該燈滅（自來水壓力超過無負罐上電接點壓力表的紅針即為正常工作壓力值），缺水信號接入變頻控制柜對應相關接線端子編號為 (52,53)和(52,54)，兩組端子并聯任意一組導通產生缺水信號。

相序保護：進線 U、V、W 相序不正確時該指示燈燈亮，請調整進線相序使該燈滅則進線相序正確（此時控制柜內部相許保護器元件的紅色指示燈亮）。若電壓正常調整進線相序， 外部相序保護等始終不滅，則可能為相序保護器元件損壞：1、購買后從插座上拔下更換， 2、不更換時可暫時將相序保護器拔下，同時將相序保護器插座上的（5,6）用線短接應急臨時處理解決供水問題。 保持控制柜進線斷電操作，注意用電安全。

 1#變頻：當前水泵變頻運行時燈亮（2#，指示燈同 1#）。

 1#工頻：當前水泵變頻運行時燈亮（2#，指示燈同 1#）。

 自動/停止/手動:自動檔位時，系統自動根據人機互動觸摸屏預設定的程序進行自動運行。停止檔位時，系統停止運行。手動檔位時，可使用面板上 1#、2#自動/手動旋鈕開關手動工頻 啟動對應水泵。注意打到手動檔位前先確保 1#、2#手動開泵/手動關泵轉轉換開關處于停泵檔位，避免多臺水泵同時工頻啟動。

2．接線安裝及調試

U

V

W

N

U1

V1

W1

U2

V2

W2

52

53

52

54

1

24

FW

N

FQ

電源進線

接1#泵電機

接1#泵電機

液位缺水

壓力 傳感器

照 明

零 線

換 氣

2.1a 接電源進線及地線，若外面板相序保護燈亮起則調整進線三相相序。同時注意不 要將火線接到零線 N 端子上，防止控制回路電壓過高造成元件損壞。  

2.1b 接電機線，保證電機相序與端子上 UVW(黃綠紅)一致,減少后續調整電機相序接線 的麻煩。

 2.1c 缺水保護接線，水箱常開觸點接至(52,53)或者(52,54),當水箱缺水時導通給控制柜 缺水信號進行停機保護。

 2.1d 壓力變送器表接線，pin(+)接端子 24，pin2(-)接端子 1，用于采集出口壓力信號。

2.2 調試 

2.2a 檢查接線正確之后，三擋開關（自動/停止/手動）保持在停止檔位，外部送電到 控制柜，確認相序保護燈滅，若燈亮則調整進線相序。調整相序無效，檢查相序保護器元 件。打開柜門，將 3P 和 1P 斷路器分別合上通電。 

2.2b 測試缺水保護是否正常。

2.2c 打開水泵前后閥門以及出水閥門，對水泵進行排空氣，排完后擰緊排氣孔。 

2.2d 確認 1#、2#自動/手動處于自動檔位，將三擋開關（自動/停止/手動）打 到手動檔位，然后手動啟動水泵確認水泵正反轉，若反轉則調整水泵出線相序。  確認完之后 1#、2#自動/手動打回自動檔位。  

2.3 觸摸屏操作說明 

*一步：登錄用戶，密碼 8888； 

*二步：基本供水參數，若全部顯示為零，恢復出廠參數 輸入 5678；設定需求壓力。 根據需要設置控制模式選擇為觸屏（開關打自動后需要在運行操作監控界面進行操作）或者 外端子（開關打自動即進行自動運行）。 

*三步：休眠功能參數，恒壓生活供水啟用； 

*四步：傳感器參數確認。 

第*五步：工作泵選擇，根據實際水泵臺數啟用屏蔽。 各功能界面詳見以下。

 2.3.1 用戶登錄，只有登陸才可以進行數據修改。

2.3.2 供水參數設置

供水設定壓力：為所需壓力(出廠前默認調為0.35Mpa)

上下偏差： 實際壓力在設定壓力的上下偏差不做頻率調整  

下限頻率：變頻啟動后運行的*低頻率，過高會造成在*低頻率是壓力偏高

變頻加速時間：頻率隨壓力改變變化的快慢

變頻轉速輸出模擬量增益：100*%，變頻運行頻率信號矯正用

單泵運行定時換泵間隔：多少小時自動進行水泵輪換，避免長時間只有一臺泵運行， 其它水泵銹死。

快減泵相對設定壓力上偏差：快減泵壓力等于設定壓力減去此數值

快減泵壓力：壓力高過此數值快速減泵

上限停泵相對設定壓力上偏差：上限停泵壓力等于設定壓力減去此數值

上限停泵壓力：壓力高過此數值停機保護

爆管壓力：實際壓力低于此數值判定為水管爆管，停機保護

加泵確認時間：壓力不夠需要加泵的延時時間

減泵頻率：運行頻率低于此數值減泵

增泵壓力相對設定壓力下偏移量：增泵壓力等于設定壓力減去此數值

增泵壓力：當變頻器滿頻率之后壓力仍小于此數值才加泵

減泵確認時間：延時確認減泵

變轉工切換時間：變頻轉為工頻的切換時間，時間過長沖擊電流過大。時間過短交流 接觸器分斷穩定時間不足。0.6S~1S 為宜。

手動運行時過壓停機：0-停機保護，1-不停機保護。

恢復出廠參數：5678 輸入后恢復出廠參數（屏幕參數顯示為零時，需先恢復出廠設 置）

控制模式選擇：0-觸摸屏，適用于在觸摸屏上進行手動操作，以及遠程監控時控制自 動運行。 1-外端子，此模式開關打到自動時即進行自動運行。

2.3.3 分時段供水及定時停機

2.3.4 傳感器校準

傳感器類型：1 （4-20mA）為壓力變送器

傳感器量程：默認 1.6Mpa

測量壓力：實際測得的壓力

2.3.5 工作泵啟用屏蔽

工作泵啟用屏蔽適用于水泵故障時將其脫離運行

2.3.6 休眠功能

循環水不需要休眠，休眠功能設為屏蔽。恒壓生活供水等休眠功能啟用。 用水時頻繁啟停，需增加休眠延時，適當降低下限頻率，避免休眠計時階段以下限頻率運 行壓力依然升高。 休眠頻率為無人用水時的穩定頻率略高 1~2Hz,當運行頻率低于此休眠頻率才會判斷休眠。

 

 

 

2.3.7 自動運行操作及監控

自動運行，手動軟起，手動工頻三種操作模式。手動運行在外端子模式無效。

2.3.8 故障頁

查詢故障，以及故障恢復。

2.3.9 實時壓力曲線

2.3.10 輔助功能參數

輔助泵功能不適用 ，設置為關閉

敬請注意：請不要隨意修改觸摸屏及變頻上參數及按變頻器上的功能鍵！變頻器各特殊功能鍵僅供廠方技術人員對變頻器進行參數調試時才使用，如用戶不慎更改了其參數，有可能造成供水系統停機或變頻器的損壞。

九、故障報警及處理

低水位報警具有自恢復功能。當水池低于設定線時，系統自動停機。當水位恢復到工作液面時，系統自動恢復運行。

故障現象	檢查項目	解決方法
自動運行時系統 停  機	1、 是否處于自動運行？ 2、 設定壓力是否正確？ 3、是否設置了定時運行？ 4、是否有故障？ 5、 水池是否缺水？   6、 相序保護器是否工作正常？ 7、 熔斷器是否損壞？	1、 檢查轉換開關； 2、 重新設定壓力值； 3、 清除定時； 4、 查相應代碼； 5、 檢查水位探頭、液位繼電器或延時繼電器。 6、 確認其綠燈亮 7、 熔斷器紅燈亮時，須更換相同規格的熔芯
無顯示	1、 三相四線電源是否正常？ 2、 主空開是否跳閘？	1、 確保進線電源正確；零線須可靠連接 2、 合閘；
水泵工作異    常	1、 電機是否發熱嚴重？   2、 系統工作電流正常嗎？ 3、止回閥是否損壞？	1、 檢修電機；檢查水泵管道是否有異物； 2、 檢修電機； 3、 若備用泵電機反轉則檢修止回閥。
手動狀態 水  泵 不工作	1、 進線電源正常嗎？   2、缺水指示燈是否亮？   3、接觸器是否吸合良好？   4、 電機是否損壞？   5、轉換開關是否可靠工作？	1、檢查三相電源、相序、保護器、熔斷器 2、檢查水位探頭是否結垢、液位繼電器是否損壞 3、檢查接觸器、按鈕、熱繼電器（手動復位）； 4、測試電機各繞組值、對地絕緣電阻。 5、開關轉換時應動作流暢，無明顯阻滯感。

如果以上方法仍然不能解決故障，請不要自行拆機，速與我公司聯系，以便盡快安排維修服務。

 

武漢鑫鵬給排水自動化設備有限公司

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上一案例：超高壓小區生活變頻供水工程

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