一、 投資回報簡述
( 一 ) 、節電費用分析表
設備名稱
額定功率（Kw）
實際功耗（KW）
（估計值）
運行數
量（臺）
日運行
小時(h)
月耗電量（Kwh）
月電費
（元）
預節電率
月節費用
（元）
水泵系統
61
55
1
20
33000
23100
30%
6930
備注：電費單價為0.70元/Kwh
( 二 ) 、投資回報分析
以上水泵系統改造前每月用電約為33000KWh, 以電費價格0.7元/KWH計算,每月所耗電費約為23100元，改造后，一次性投資約48000元，節電率可達到30～40%，按均值30%計算，
則：
投資回報期=投資總額/每月節約金額
=48000/6930
≈7個月
如果水泵每天20小時運行，預期水泵系統運行7個月內可全部收回投資。
二、工況能耗診斷分析
水泵是一種平方轉矩負載，其轉速n與流量Q、揚程H及水泵的軸功率N的關系如下式所示：
Q1= Q2（n1/ n2） H1= H2（n1/ n2）2 N1= N2（n1/ n2）2
上式表明，水泵的流量與其轉速成正比，水泵的揚程與其轉速的平方成正比，水泵的軸功率與其轉速的立方成正比。
水泵的流量Q與揚程H的關系曲線如圖：
圖中，曲線1為泵在轉速n1下揚程—流量（H—Q）的特性；曲線5為泵在轉速n2下揚程—流量（H—Q）的特性；曲線2為泵在轉速n1下的功率—流量（P—Q）的特性；曲線3、4為管阻特性。設泵在標準工作點A點的效率最高，輸出流量Q為100%，此時軸功率P1與Q1、H1的乘積面積AH1 O Q1成正比。根據生產工藝要求，當流量需從Q1減小到Q2時，如果采用調節閥門方法（相當于增加管網阻力），是管阻特性從曲線3變到曲線4，系統由原來的標準工作點A變到新的工作點B運行。此時泵揚程增加，軸功率P2與面積BH2 O Q2成正比。如果采用變頻控制方式，泵轉速由n1 降至n2 ,在滿足同樣流量Q2 的情況下，泵揚程H3 大幅度降低，軸功率P3與面積CH3 O Q2成正比。軸功率P3和P1、P2相比較，將顯著減小，節省的功率△P與面積BH2 H3C成正比，節能的效果是十分明顯的。
三、節電措施與方法
（一）、系統組成：
由水泵給供水管道提供所要求的流量。
（二）、改造方案
控制系統根據水位傳感器檢測到的沉淀池內的水位信號值，經變頻器調整泵電機的工作狀態（主要是轉速），保證電機以最小功率輸出，精確地進行壓力控制，延長供水系統的壽命，并大幅度地節約電能。另外，即使變頻控制回路發生故障，本控制系統的變頻—工頻切換功能也可將水泵系統切換到工頻工作，以確保設備正常工作的需要。
1、水位傳感器檢測沉淀池內水位，反饋的信號實時反映沉淀池內的水位，水位高時電機轉速下降，水位低時，電機轉速上升，達到實時調節電機轉速，使電機運轉在最佳狀態；
2、本系統可設有轉速下限，這樣就保證沉淀池內水位變化時，水泵系統可作出足夠快的調整；
四、節電原理及投資回報分析
頻率f
轉速 n %
流量Q %
壓力H %
軸功率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%
由流體傳輸設備泵的工作原理可知：水泵的流量與其轉速成正比；水泵的壓力（揚程）與其轉速的平方成正比，而泵的軸功率等于流量與壓力的乘積，故水泵的軸功率與其轉速的三次方成正比（即與電源頻率的三次方成正比）如下表：
根據上述原理可知：改變水泵的轉速就可改變水泵的輸出功率。例如:將供電頻率由50Hz降為45Hz，則P45 /P50 =453 /503 =0.729，即P45 =0.729P50 （P為電機軸功率）；將供電頻率由50Hz降為40Hz，則P40 /P50 =403 /503 =0.512，即P40 =0.512P50 （P為電機軸功率）。
（三）改造后的效果：
1、原水泵系統起動時會出現較大的沖擊電流，采用變頻控制后，可以使電機起動時電流平緩上升，沒有任何沖擊；另外，大功率電機停機時會產生很大的反生沖擊電流，對設備造成一定程度的損害。采用變頻控制后，可使電機實現軟停，避免反生電流造成的危害，有利于延長設備的使用壽命。
2、原水水泵系統不能自動調節管道內水的壓力，只能手動調整閥門的開口大小來大致調節水壓，從而無法進行準確的壓力控制。采用變頻控制系統后，可根據壓力傳感器反饋回來的壓力信號控制管道內水的壓力，從而進行準確的壓力控制。
3、原水泵系統用閥門來調整管道內水的壓力，當閥門關小時，管道內的阻力增加，浪費了大量的電能。采用了變頻控制系統后，可將閥門全部打開，通過調整電機的轉速來調整水的壓力，節省了大量的電能。
4、可以大大減小電機運行時的噪音。。
變頻節能效果簡圖
由以上內容可以看出，用變頻器進行流量控制時，可節約大量電能。
五、控制系統功能
1、 滿足供水量要求，使沉淀池內能達到所要求的水位；
2、 準確地進行水位控制；
3、 節電效果明顯，節電率平均可達30%以上；
4、 大幅度地降低噪音，減少公害，保護環境；
5、 實現軟啟動，沒有電流和機械沖擊；
6、 自動調整水泵工作狀態，減少維護量，延長管網系統壽命；
8、 本控制系統的變頻—工頻切換功能可以使變頻控制系統發生故障時將水泵系統切換到工頻工作，以確保水泵系統可以正常工作。
9、 設有轉速下限保證水泵系統的反應速度。
