一、应用背景：
各种泵类的使用无论在工业生产还是在百姓生活中都起着非常重要的作用，水泵的使用范围非常广。根据全国第三次工业普查公布的统计数字，我国风机和水泵等通用机械总装机容量为1.6亿kW，其中风机约为4900万kW，水泵约为1000万kW，年耗电3200亿kWh，约占耗电总量1/3，占工业用电量的40%，从这一组数据中我们可以看到水泵在国民经济中有举足轻重的位置，但它的高耗能也给国家能源带来了严重的负担；因此水泵系统的节能势在必行。
二、工作原理：
一般企业通过水泵给全厂供水（包括生产用水、生活用水）。对于用水量不大的企业常采取的方法是首先水泵将水打到厂内的水塔上，水塔通过高低位水压给厂区供水。由于厂内用水量并不稳定，这样为了能够满足多变的供水要求，在水塔内安装了液位传感器，当水塔水位到达低点时，启动水泵送水，当水位达到高点时，停止水泵。通过水塔水位低点、高点动态变化来满足用水量变化。
对于用水量大的用电单位多采用二次供水泵方式供给用户，即把水先存在蓄水池中，利用多台二次泵直接供给用户。在高峰期（例如早上5:30～8:30，中午11:30～13:30，晚上17:30～24:00）使用多台水泵（例如3台）；用水低谷时（24：00～5：03）只使用少数水泵（例如1台），平时采用正常的水泵台数（例如2台）。由于用户用水量是波动的,但不是阶梯状波动，这样用水量和供水量存在不平衡。频繁的开泵停泵给电机、水泵及管网造成冲击，增加维护量。
三、存在的问题：
1、供水泵不能根据实际需求来自动调整输出功率，电机工作效率低，造成大量电力浪费；
2、供水泵启动电流大，长时间运转会造成泵轴损伤，降低电机使用寿命；
3、供水泵系统运行噪音大，停泵时产生的水锤现象会对管路和水泵造成伤害，增加了系统维护成本。
目前水泵的耗电已经受到广泛的重视，水泵的节电改造也普遍接受。由于各地方改造技术水平参差不齐，改造效果也不太相同。根据国家统计部门统计数字，目前无论工业用水还是民用水，吨水耗电量相差很大，每吨水耗电从0.15到5.5度不等。
很多场合目前还是通过水泵阀门来调节用水量的大小，给水泵和管网的使用寿命带来很大的影响，而且电能浪费严重。
四、改造方案
水泵在实际应用中可分为：恒压供水和恒液位供水。以下重点介绍恒压供水
图8 恒压供水系统图
1、节电改造方案分析
不管用户处在什么位置，要满足用户日常需水量，只要保证管网水压达到一定值就可满足用户正常用水要求。
为实现上述目标，可利用专用控制器去控制水泵，控制水泵根据实际管网压力做出转速调节，以实现管压恒定的要求，从而达到水泵节电目的。
2、节电改造方案实施
节电控制系统有“手动”、“自动”两种控制方式，用一个转换开关进行切换。具有输出频率、输出电流、电源电压、管道压力指示功能及故障报警功能。
1)手动控制方式：变频器按照设定的运行频率对水泵进行驱动，具有软启动、软停机功能。
2）自动控制方式：采用PLC作为控制器，它通过专用模块处理压力传感器送来的实际压力信号，经过内部计算与设定压力进行比较，然后输出信号控制变频器；变频器随时调节水泵转速,当实际压力小于设定压力则调高水泵转速，反之则降低水泵转速；如果管道压力等于设定压力则保持此时的水泵转速，从而达到控制管网水压实现恒定的目的。这种工作方式既满足了用户用水要求又实现了水泵节电目的。变频智能供水系统如图8所示。
3）根据用户实际要求可增加远程通讯功能：通过上位机对供水泵运行情况进行实时显示，并且可通过上位机对水泵进行控制。
供水泵节电控制系统与水泵原控制系统互为备用，两套系统之间存在互锁关系，以确保水泵的正常、安全运行。
五、改造后性能
1、可随时对管网压力进行设定，操作简单，控制稳定。简化了原来操作步骤，降低了现场操作员的 工作强度；
2、系统根据实际压力随时调节水泵运行功率，节电效果明显，节电率平均可达30%以上；
3、水泵软启动、软停机，运行智能化，大幅度的降低了噪音，改善了现场工作环境；
4、避免了启动电流对电机的冲击，降低了对电网的干扰，延长了电机寿命；水泵管道水锤现象的消除避免了水柱对水泵和管道的冲击，延长了水泵和管道寿命，降低了设备维修率。
5、控制系统的变频—工频切换功能可以使变频控制系统发生故障时将泵组切换到工频工作，保证了水泵正常工作。
6、能对节电系统运行故障进行声光报警，并自动停止水泵运行。
7、具备远程通讯功能。
六、节电原理
变频节电原理参见第一节第五部分，这里不再赘述。
