某山區小城，僅有日產1.5萬噸自來水的小水廠，供該城市區10萬wan居ju民min的de生sheng活huo及ji城cheng內nei企qi業ye之zhi用yong水shui
，十shi分fen緊jin張zhang。春chun夏xia季ji節jie繞rao城cheng河he裏li有you水shui，居ju民min可ke自zi行xing在zai河he中zhong取qu水shui和he洗xi滌di
，一yi到dao秋qiu冬dong季ji節jie，河he道dao幹gan涸he

，河he床chuang朝chao天tian，用yong水shui就jiu成cheng了le大da問wen題ti。水shui廠chang隻zhi得de實shi施shi定ding時shi放fang水shui：早上5:00 ~ 7:00
，下午16:00 ~ 19:00
，給水站前排起了長龍，為了水曾發生鬥毆，甚至於命案。為了解決居民用水問題，市府立項“民心工程”――建一座日產10萬噸自來水的水廠，深受市民歡迎。
此處僅討論與水廠水泵有關的變頻器和軟啟動器的應用情況，排除了自來水製造的工藝流程問題。
水廠共三口取水井，廠內一口，廠外二口；廠外二口取水井分別距水廠3km和5km，井深均為200m。三口井的日出水量分別為1.5萬噸
、4萬噸和6萬噸，所有水泵配備的電動機均為籠型異步電動機
，其功率分別為75kw一台
、180kw二台和320kw二台。
水廠的成品水通過二泵房送至供水管網
，二泵房共有五台泵，均配備籠型異步電動機，容量為180kw三台
，320kw二台。
我們僅關心電器設備的控製及作用
，並不計及城市供水管網的結構。
由於這是一個新老結合的管網
，它由新老二部分組成：新城區和省級經濟技術開發區是新管網
，它采用壓力泵調節水壓的供水方式；老城區則為老管網

，它采用高位水塔維持供水壓力的方式
，並且還有二個標高，1#蓄水池（水塔）標高900m，給老城較高地區的居民區供水；2#蓄水池（水塔）標高860m，給老城較低地區的居民供水。它們分別由1#泵站和2#泵站給其注水，分別距水廠2.8km和1.2km，所有水泵電動機亦均為籠型異步電動機。1#泵站的二台水泵電動機功率分別為55kw和90kw，2#泵站的二台則為135kw和180kw。
水廠的其它電氣設備容量都較小，況且計量泵和攪拌泵都隨主機帶上了變頻器
，故不予考慮。
軟啟動器和變頻器特別適合於城市供水係統是基於以下三點：
首先
，軟啟動器和變頻器對提高供水係統技術性能指標：在(zai)調(tiao)壓(ya)式(shi)供(gong)水(shui)係(xi)統(tong)中(zhong)，適(shi)當(dang)分(fen)配(pei)軟(ruan)啟(qi)動(dong)器(qi)和(he)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)數(shu)量(liang)和(he)功(gong)率(lv)

，用(yong)軟(ruan)啟(qi)動(dong)器(qi)作(zuo)為(wei)主(zhu)要(yao)供(gong)水(shui)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)驅(qu)動(dong)裝(zhuang)置(zhi)
，用(yong)變(bian)頻(pin)器(qi)作(zuo)為(wei)供(gong)水(shui)壓(ya)力(li)的(de)調(tiao)節(jie)裝(zhuang)置(zhi)。根(gen)據(ju)自(zi)動(dong)調(tiao)節(jie)原(yuan)理(li)，我(wo)們(men)把(ba)供(gong)水(shui)壓(ya)力(li)U作為調節量
，供水量作為擾動量f構成閉環控製係統，工作原理如圖1。

此處對象就是水泵，當供水係統的擾動（供水量）f增大時，供水壓力U下降，給定值Ui與其差值DU增大，使水泵轉速提高，直至接近供水壓力U的給定值Ui。反之
，當擾動量（供水量）f降低時，DU下降，使水泵轉速下降。這樣

，不管係統供水流量大小如何變化
，供水的壓力U始終維持在給定（壓力）值Ui的附近。
其(qi)次(ci)

，使(shi)用(yong)軟(ruan)啟(qi)動(dong)器(qi)和(he)變(bian)頻(pin)器(qi)可(ke)使(shi)水(shui)泵(beng)按(an)係(xi)統(tong)需(xu)要(yao)實(shi)現(xian)軟(ruan)啟(qi)動(dong)和(he)軟(ruan)停(ting)止(zhi)，這(zhe)些(xie)可(ke)以(yi)避(bi)免(mian)突(tu)然(ran)啟(qi)動(dong)對(dui)管(guan)網(wang)和(he)閥(fa)門(men)及(ji)其(qi)它(ta)供(gong)水(shui)設(she)備(bei)的(de)衝(chong)擊(ji)

，同(tong)樣(yang)也(ye)可(ke)避(bi)免(mian)水(shui)泵(beng)突(tu)然(ran)停(ting)止(zhi)時(shi)的(de)水(shui)錘(chui)效(xiao)應(ying)
，減(jian)少(shao)了(le)供(gong)水(shui)設(she)備(bei)的(de)疲(pi)勞(lao)損(sun)壞(huai)和(he)檢(jian)修(xiu)工(gong)作(zuo)量(liang)
，延(yan)長(chang)了(le)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。
第三，使用軟啟動器和變頻器可節約投資和電能
，降低自來水生產成本。
節約電能降低生產成本是無人懷疑的，節約投資就不然了。實際的情況是：在電網上直接啟動電動機，其容量不得大於電網容量的15 ~ 20%，選用軟啟動器和變頻器後可把變壓器的容量下降至傳統驅動方式時的40 ~ 50%。我們這次是這樣做的；1#取水井的變壓器由1600kvA降至800kvA；2#取水井的變壓器由1000kvA降至400kvA；1#泵站的變壓器由500kvA降至160kvA
；2#泵站變壓器亦由1000kvA降至400kvA。加上水廠內的1600kvA變壓器，整個供水係統的變壓器容量由原來的為5700kvA降至3360kvA，降低了變壓器容量2340kvA，節約設備投資30萬元，基本電費65萬元，同時降低了搬運和安裝費15萬元，線路架設費10萬元，共計節約120萬元之多
，彌補購置變頻器和軟起動器之差價還略有剩餘。此外還減少無功補償容量3500kvaR，節約投資60萬元有餘。
節能有三個方麵：一是軟啟動器較傳統直接啟動節約電能7 ~ 8%；二是變頻調速可取消檔板流量調節裝置，直接實施供水流量調節，可節電40 ~ 50%；三是采用變頻調速，實施調節水壓供水方式較高位水塔維持水壓供水的方式節能20 ~ 30%，因為在後者供水方式中，高位水塔中水的勢能在使用時被白白地浪費了。
鑒於變頻器的商業價格通常為軟啟動器的3 ~ 4倍，因此必須堅持慎重選用變頻器
，以期物盡其用。我們選用的最終結果是：1#取水井75kw變頻器一台；2#取水井180kw軟啟動器二台；3#取水井320kw軟啟動器二台；1#泵站55kw變頻器一台
、90kw軟啟動器一台；2#泵站135kw變頻器一台、180kw軟啟動器一台；二泵房320kw變頻器一台、320kw軟啟動器一台、180kw軟啟動器三台。一年運行的節電效果如下：1#取水井節電22萬千瓦時
，2#取水井節電20萬千瓦時，3#取水井節電35萬千瓦時，1#泵站節電23萬千瓦時，二泵房節電160萬千瓦時，共計一年節電305萬千瓦時
，僅節電一項可使每噸水的生產成本下降0.1元，相當於每年節約電費365萬元。
同時
，供水的技術指標有了大幅度的提高，供水壓力的波動度降到±1.5Pa。可靠性提高到99.5%。