Введение

Возрастающие требования, которыми характеризуются насосные установки, обуславливают устойчивую тенденцию автоматизации этих установок на базе современных систем частотно-регулируемого электропривода. Применение регулируемых электроприводов позволяет существенно повысить энергетические показатели насосных установок, сократить потери воды, поддерживать с высокой точностью регулируемый технологический параметр, защитить систему водоснабжения от гидравлических ударов, обеспечить автоматический ввод резерва.

Для полноценной реализации этих возможностей необходимо осуществить выбор оптимальной структуры насосной установки, который предполагает ответы на такие вопросы как: оптимальное количество параллельно включенных насосов для конкретной установки; оптимальное количество приводов, имеющих частотное регулирование; оптимальная структура системы регулирования основного технологического параметра конкретной установки и многие другие.

Создание отсутствующей на сегодняшний день методики выбора оптимальной структуры насосной установки, дающей максимальный эффект ресурсосбережения при фиксированной конечной стоимости установки, без ущерба для ее функциональности, является актуальной задачей для инженеров различных профилей. Создание единой методики затруднено разнообразием насосных агрегатов, характеристики которых требуют согласования с характеристиками гидравлической сети пользователей. Инженерам при выборе преобразователя частоты, как основного элемента, входящего в состав СРН (станции регулирования насосов), приходится следовать трем критериям: функциональность, цена, качество, последний критерий имеет немаловажное значение для пользователей.

Энергосбережение стало в последние годы, одним из приоритетных направлений технической политики в развитых странах мира. Энергосбережение в любой сфере сводится к снижению бесполезных потерь. Анализ структуры потерь в сфере производства, распределения и потребления электроэнергии показывает, что основных составляющих потерь (до 90%) приходится на сферы потребления.

1. Разработка требований к электроприводу насоса.

1. Обеспечение заданного технологического процесса и требуемой производительности.

Требуется поддерживать в емкости уровень на заданной высоте с допустимой статистической ошибкой 5%.

2. Обеспечение требуемых условий пуска и торможения (в том числе по величине ускорения) асинхронного двигателя.

На валу электродвигателя вентиляторная нагрузка, поэтому требуется облегченный пуск, реверс условию технологического процесса не требуется. Регулирование скорости в заданном диапазоне.

3. Ограничение перегрузок, динамических и ударных.

Во время включение двигатель разгоняется от начальной до востребованной скорости без ударов с заданным темпом.

Торможение без тепла (останов на выбеги). Разгон с заданным темпом.

4. Принцип управление – автоматическое регулирование частоты по уровню жидкости, согласно условиям технологического процесса.

5. Требования надежности:

- тепловая защита от перегрева;

- защита от коротких замыканий между выходными фазами;

- защита от обрыва фазы сетевого питания;

- защита от обрыва фазы питания двигателя;

- защита от перегрузки по току между выходными фазами;

- защита от пониженного и повышенного напряжений питания;

- защита от потери фазы.

6. Требования по конструктивной защищенности электрооборудования (система защиты IP), по условиям окружающей среды, климатического использования.

Для двигателя по условиям технологического процесса предусмотрена защита во взрывоопасной зоне, так как перекачивается изопентан.

Двигатель должен соответствовать международным стандартам на взрывозащищенное оборудование.

Электропривод разрабатывается с самыми строгими стандартами и рекомендации, касающихся промышленного оборудования.

Согласно ПУЭ для двигателя предусмотрена работа во взрывоопасной зоне, так как перекачивается изопентан. Степень защиты IP 54, защита от пыли, защита от разбрызгивания.

Степень защиты преобразователя IP 21 (защита от твердых тел размером более 12 мм, защита от капающей воды, так как ПУ в операторную, категория помещения «Д»).

7. Экономические показатели.

К ним относится минимальная стоимость электропривода и затраты энергии на его работу.

При регулировании изменением скорости рабочего колеса вниз, мощность на валу насоса падает пропорционально кубу скорости, а это дает экономию электроэнергии. Необходимо снизить потребление электроэнергии на 20-30%.