一、 投资回报简述
( 一 ) 、节电费用分析表
设备名称
额定功率（Kw）
实际功耗（KW）
（估计值）
运行数
量（台）
日运行
小时(h)
月耗电量（Kwh）
月电费
（元）
预节电率
月节费用
（元）
水泵系统
61
55
1
20
33000
23100
30%
6930
备注：电费单价为0.70元/Kwh
( 二 ) 、投资回报分析
以上水泵系统改造前每月用电约为33000KWh, 以电费价格0.7元/KWH计算,每月所耗电费约为23100元，改造后，一次性投资约48000元，节电率可达到30～40%，按均值30%计算，
则：
投资回报期=投资总额/每月节约金额
=48000/6930
≈7个月
如果水泵每天20小时运行，预期水泵系统运行7个月内可全部收回投资。
二、工况能耗诊断分析
水泵是一种平方转矩负载，其转速n与流量Q、扬程H及水泵的轴功率N的关系如下式所示：
Q1= Q2（n1/ n2） H1= H2（n1/ n2）2 N1= N2（n1/ n2）2
上式表明，水泵的流量与其转速成正比，水泵的扬程与其转速的平方成正比，水泵的轴功率与其转速的立方成正比。
水泵的流量Q与扬程H的关系曲线如图：
图中，曲线1为泵在转速n1下扬程—流量（H—Q）的特性；曲线5为泵在转速n2下扬程—流量（H—Q）的特性；曲线2为泵在转速n1下的功率—流量（P—Q）的特性；曲线3、4为管阻特性。设泵在标准工作点A点的效率最高，输出流量Q为100%，此时轴功率P1与Q1、H1的乘积面积AH1 O Q1成正比。根据生产工艺要求，当流量需从Q1减小到Q2时，如果采用调节阀门方法（相当于增加管网阻力），是管阻特性从曲线3变到曲线4，系统由原来的标准工作点A变到新的工作点B运行。此时泵扬程增加，轴功率P2与面积BH2 O Q2成正比。如果采用变频控制方式，泵转速由n1 降至n2 ,在满足同样流量Q2 的情况下，泵扬程H3 大幅度降低，轴功率P3与面积CH3 O Q2成正比。轴功率P3和P1、P2相比较，将显著减小，节省的功率△P与面积BH2 H3C成正比，节能的效果是十分明显的。
三、节电措施与方法
（一）、系统组成：
由水泵给供水管道提供所要求的流量。
（二）、改造方案
控制系统根据水位传感器检测到的沉淀池内的水位信号值，经变频器调整泵电机的工作状态（主要是转速），保证电机以最小功率输出，精确地进行压力控制，延长供水系统的寿命，并大幅度地节约电能。另外，即使变频控制回路发生故障，本控制系统的变频—工频切换功能也可将水泵系统切换到工频工作，以确保设备正常工作的需要。
1、水位传感器检测沉淀池内水位，反馈的信号实时反映沉淀池内的水位，水位高时电机转速下降，水位低时，电机转速上升，达到实时调节电机转速，使电机运转在最佳状态；
2、本系统可设有转速下限，这样就保证沉淀池内水位变化时，水泵系统可作出足够快的调整；
四、节电原理及投资回报分析
频率f
转速 n %
流量Q %
压力H %
轴功率P %
50 Hz
100%
100%
100%
100%
45 Hz
90%
90%
81%
72.9%
40 Hz
80%
80%
64%
51.2%
35 Hz
70%
70%
49%
34.3%
30 Hz
60%
60%
36%
21.6%
由流体传输设备泵的工作原理可知：水泵的流量与其转速成正比；水泵的压力（扬程）与其转速的平方成正比，而泵的轴功率等于流量与压力的乘积，故水泵的轴功率与其转速的三次方成正比（即与电源频率的三次方成正比）如下表：
根据上述原理可知：改变水泵的转速就可改变水泵的输出功率。例如:将供电频率由50Hz降为45Hz，则P45 /P50 =453 /503 =0.729，即P45 =0.729P50 （P为电机轴功率）；将供电频率由50Hz降为40Hz，则P40 /P50 =403 /503 =0.512，即P40 =0.512P50 （P为电机轴功率）。
（三）改造后的效果：
1、原水泵系统起动时会出现较大的冲击电流，采用变频控制后，可以使电机起动时电流平缓上升，没有任何冲击；另外，大功率电机停机时会产生很大的反生冲击电流，对设备造成一定程度的损害。采用变频控制后，可使电机实现软停，避免反生电流造成的危害，有利于延长设备的使用寿命。
2、原水水泵系统不能自动调节管道内水的压力，只能手动调整阀门的开口大小来大致调节水压，从而无法进行准确的压力控制。采用变频控制系统后，可根据压力传感器反馈回来的压力信号控制管道内水的压力，从而进行准确的压力控制。
3、原水泵系统用阀门来调整管道内水的压力，当阀门关小时，管道内的阻力增加，浪费了大量的电能。采用了变频控制系统后，可将阀门全部打开，通过调整电机的转速来调整水的压力，节省了大量的电能。
4、可以大大减小电机运行时的噪音。。
变频节能效果简图
由以上内容可以看出，用变频器进行流量控制时，可节约大量电能。
五、控制系统功能
1、 满足供水量要求，使沉淀池内能达到所要求的水位；
2、 准确地进行水位控制；
3、 节电效果明显，节电率平均可达30%以上；
4、 大幅度地降低噪音，减少公害，保护环境；
5、 实现软启动，没有电流和机械冲击；
6、 自动调整水泵工作状态，减少维护量，延长管网系统寿命；
8、 本控制系统的变频—工频切换功能可以使变频控制系统发生故障时将水泵系统切换到工频工作，以确保水泵系统可以正常工作。
9、 设有转速下限保证水泵系统的反应速度。
