1#，2#输出管送到用户。如上图所示。 这其中Ｍ4为清水泵，Ｍ3消防泵，Ｍ1、Ｍ2为管网增压泵，构成二级泵站供水电气控制系统。 本图分析二级泵站系统的基本特性。众所周知，水泵的负载转矩与其转速的平方成正比，输入功率与转速的三次方成正比。作为平方类转矩负载，最佳的驱动则是由驱动器输出符合此类转矩特性的驱动源。艾默生TD2100型变频器，针对水泵类负载而设计，具有较强的控制功能，作为供水专用型变频器。 2.2.1 供水方式的发展 变频调速供水方式减少了高位水箱储水环节，避免了水质的二次污染。泵组及控制系统集中设在泵房，占地面积小，安装快，投资省。采用闭环式供水方式，根据观望压力信号调节水泵转速，实现变量供水。水质稳定，全自动运行，可无人值守，可靠性高。变频调速供水方式中，水泵的转速随着管网流量的变化而变化，与恒速泵运行方式相比，明显节省电能，因为轴功率与转速的三次方成正比另外，变频调速水泵的启动为软启动，减少了对水泵及电网的冲击，且多台泵组采用先投入，先推出的运行方式，确保每台泵的运行时间相同，能够有效延长泵 组的使用寿命。变频调速闭环供水方式确保管网压力恒定。减少了水能的消耗。 能源紧缺是制约我国经济发展的重要因素，节能节水是我国经济持续发展的基本国策。但我国长期以来在城市供水、楼宇供水、工业生产供水等方面技术一直比较落后，自动化程度低，效率低下。究其原因，主要是由于受供水设备和供水方式的限制。传统的供水系统可分为重力供水和压力供水。重力供水方式有水箱和水塔供水，压力供水方式有气压供水。 (1)对于气压式供水方式，压力给水系统在地下室或某些空余之处设置水泵机组和气罐等设备，采用压力给水来满足建筑物的供水要求。气压供水系统是以气压罐利用密闭压力将罐内贮水送到管网去，其优点是灵活性大，建设快，污染少，有利于抗震，可消除管道中的噪声。缺点是需用金属制造，其体积和投资大，压力变化大，运行效率低，还需使用张力膜或设置空气压缩机充气，维护费用高。                        (2)对于水箱供水方式，需要将水箱置于屋顶的最高处，在大型建筑中即使如此，还常常不能满足供水要求，同时由于其存水量较大，增加了结构的承重和占用了楼层的建筑面积，有碍美观。此外，屋顶水箱必须高出屋面几米，建筑立面较难处理，投资大，周期长。 (3)对于水塔供水供水方式，水塔供水在无人值守时，总要开启一个泵运行，而且多个泵不能自动循环使用，不能均衡泵的使用寿命。此外，水塔供水易造成二次污染，需要定期清理、消毒，周期性维投入多。水塔供水需要专门的泵房，要有人值班。 2.2.2 水泵调速运行的节能原理 在供水系统中，通常以流量为控制对象，常用的控制方法为阀门控制法和 转速控制法。阀门控制法是通过调节阀门开度的大小来调节流量，水泵电机转 速保持不变。其实质是通过改变水路中的阻力大小来改变流量，因此，管阻特 性将随阀门开度的改变而改变，但扬程特性不变。由于实际用水中，需水量是 变化的，若阀门开度在一段时间内保持不变，必然要造成超压或欠压现象的出 现。转速控制法是通过改变水泵电机的转速来调节流量，而阀门开度保持不变， 是通过改变水的动能改变流量。因此，扬程特性将随水泵转速的改变而改变， 但管阻特性不变。 变频调速供水方式属于转速控制。其工作原理是根据用户用水量的变化自 动地调整水泵电机的转速，使管网压力始终保持恒定，当用水量增大时电机加 速，用水量减小时电机减速。图2.1为管网及水泵的特性曲线。   图2.1 管网及水泵的运行特性曲线 当用阀门控制时，若供水量高峰期水泵工作在E点，流量为Qr，扬程为 ，当供水量从 减小到Q，时，必须关小阀门，这时阀门的摩擦阻力变大，阻力曲线从 移到 ，扬程特性曲线不变。而扬程则从 上升到 ，运行工况点从E点移到F点，此时水泵输出功率用图形表示为(0, ，F， )围成矩形部分，其值为: PF=        (2-1) 当用调速控制时，若采用恒压(Ho)、变速泵( )供水，管阻特性曲线为 ,扬程特性变为曲线 ，工作点从E点移到D点。此时水泵输出功率用图形表示为(O, ，D，Ho)围成的矩形面积，其值为:           PD=  可见,改用调速控制，节能量为(Ho,D，F， )围成的矩形面积，其值为: △    P=PF-PD=  -  =  所以，当用阀门控制流量时,有 功率被浪费掉。并且随着阀门的不断关小，阀门的摩擦阻力不断变大，管阻特性曲线上移，运行工况点也随之上移，于是H,增大，而被浪费的功率要随之增加。 根据水泵变速运行的相似定律，变速前后流量Q、扬程H，功率P与转速N之间关系为:   ； ；    ；   （2-2） 式中， 、H,、P,为变速前的流量、扬程、功率， 、 , 为变速后的流量、扬程、功率。 由公式(2-2)可以看出，功率与转速的立方成正比，流量与转速成正比，损耗功率与流量成正比，所以调速控制方式要比阀门控制方式供水功率要小得多，节能效果显著。 2.2.3  供水系统变频调速的基本原理 变频供水系统是通过变频器控制泵组中异步电机的转速，由于电机和水泵常做成一体，通过异步电动机驱动水泵供水来改变水泵的实时供水量，完成恒压供水的目标。因此，供水系统变频调速的实质是异步电动机的变频调速。三相异步电动机的调速是指在电动机负载不变的条件下，通过控制改变电机转速，达到用户要求。这种调速方式，可以大大简化系统中的变速机构，提供系统的性能价格比。异步电动机的变频调速是通过改变定子供电频率来改变同步转速而实现调速的。