книги из ГПНТБ / Методы рациональной автоматизации насосных установок в сельскохозяйственном водоснабжении [рекомендации]

II,!'! гппомстрпческпмн датчиками -- при использовании пе- 'И:!1.,г,1пых напорных резервуаров.

Так как в системах сельскохозяйственного водоснабже­ ния широкие распространение получили бесшатровые напор­ ные башни, стенки которых в зимнее время обмерзают, в кон- <тра кциях датчиков пришлось отказаться от подвижных час­ тей. Самой распространенной конструкцией беспоплавкового тгчнка, применяемого в сельскохозяйственном, водоснабже­ нии, является контактный датчик уровня, принцип работы ко­ торою основан па электропроводности воды.

Спскхма двухнозицнонного регулирования уровня воды с использованием поплавковых и контактных датчиков отлича-‘ стен конструктивной и эксплуатационной простотой.

Однако применение этой системы целесообразно только в ■ex случаях, когда напорный резервуар располагается в не­ посредственной близости от насосного агрегата на расстоянии мч колькпх .десятков метров (8).

Нередко напорные резервуары располагаются в несколь­ ких километрах от насосных агрегатов. Чтобы передать сигна­ лы от датчиков, расположенных в напорных резервуарах в си­ ди-мч управления, насосным агрегатом приходится сооружать воздушные или кабельные линии связи. Это требует дополни­ тельных затрат и снижает надежность системы. В холодное ык-мч годя возникает необходимость в электрообогреве кон­ тактных датчиков, что усложняет их конструкцию и увеличи­ вает непроизводительный расход электроэнергии

Конструктивно электродный датчик уровня выполнен та­ ким образом, что перепад уровня не может быть изменен. Вследствие этого, при больших расходах регулирующий объ­ ем Кастро опорожняется, что приводит к чрезмерно частому включению насосного агрегата и повышенному износу насос­ но-силового оборудования и пуско-регулирующей аппаратуры.

Иногда при работе насосного агрегата на удаленный на­ порный резервуар связь электродного датчика с системой уп­ равления осуществляется при помощи коротковолновых при­ емно-передаточных устройств. Необходимость в специальной аппаратуре ограничивает применение этого способа в сельско­ хозяйственном водоснабжении. однако он нашел некоторое применение' па железнодорожном транспорте.

I !звсс1пы два способа автоматизации насосных установок, основании:-: па иных принципах (18).

11

Значительное влияние на величину давления в напорном трубопроводе при этом также оказывает величина и место промежуточного отбора воды.

Использование поплавкового клапана с целью четкой фик­ сации верхнего положения уровня позволяет применить этот способ лини- з , теп.тсипшх напорных резервуарах, когда ис­ ключено образование льда па стенках.

Применение обоих способов регулирования является це­ лесообразным при работе насосных установок па удаленные напорные резервуары, однако, использование реле времени с длительной выдержкой времени, 411160 контактных часов ус­ ложняет систему управления и снижает ее надежность.

Всвязи с изложенным представляет значительный инте­ рес разработка систем автоматизации насосных установок, не имеющих электрической связи с напорными резервуарами и позволяющих искусственно изменять режим работы насосиосплозого оборудования.

Такая система требует значительно меньших затрат, а также исключает непроизводительный расход электроэнергии на обогрев датчиков.

Вкачестве источника информации о положении уровня в напорном резервуаре может быть использовано давление в магистральном напорном трубопроводе. Величина этого давле­ ния зависит от ряда факторов: характеристик насоса и трубо­ провода; величины и места промежуточных отборов воды па участке напорного трубопровода; реометрическоп высоты на­ гнетания II др.

Вследствие необходимости исследования влияния отме­ ченных факторов при определении \ровня воды по давлению

внапорном трубопроводе, указанный метод до настоящего

времени по нашел практического применения в сельскохознп- i теином водоснабжении (15).

Орловским заводом приборов разработаны станции уп­ равления насосными объектами типа СУНО с низковольтны­ ми асинхронными короткозамкнутыми двигателями п двига­ телями с фазным ротором. Они обеспечивают ручное, автома­ тическое пли телеуправление и выпускаются трех типоразме­ ров: СУНО-i, СУПО-2 и СУПО-3, соответственно для мощно­ стей электрических двигателей 20+55, 75+125, 125+250 квт.

116).

Станции управления СУПО-1 п СУПО-2 могут быть вклю­ чены по двум различным схемам модификации «а» и «б». Мо­

1

~3t№/22Qb

,v лё8/220$

Pm: 1. Принципиальные схемы станций управления-

1. Ручное управление электронасосом.

2. Автоматический пуск и остановку электронасоса в за­ висимости от уровня воды в напорном резервуаре.

8. Защиту силовой цепи от токов короткого замыкания, технологических перегрузок, вызванных потерей напряжения

водной из фаз питающей сети.

4.Защиту цепей управления от токов короткого замы­

кания.

5.Отключение электронасоса при исчезновении воды в скважине.

6. Контроль нагрузки электродвигателя насоса.

Принципиальная схема станции управления типа ПЭТ5102 показана на рисунке 1 «а».

Станция управления типа ПЭТ5102 регулирует работу по­ гружного электронасоса по уровню в напорном резервуаре, ко­ торый контролируется контактным датчиком. В системе пре­ дусмотрена блокировка «сухого» хода насоса с помощью кон­ тактного датчика, расположенного в скважине.

Датчик уровней состоит из контактов верхнего и нижнего уровней, панели зажимов, защитных кожухов и сопротивления обогрева 75—ЮОвт. Контакты верхнего и нижнего уровнен находятся под напряжением 220 в. Датчик «сухого» хода вы­ полнен в виде стержня. Место подключения соединительного провода опресовано полихлорвинилом.

Разработанные средства автоматизации на полупровод­ никовых логических элементах позволили повысить падежмость аппаратуры автоматизации. С 1969 года Тираспольским заводом начат серийный выпуск бесконтактной системы авто­ матического управления электронасосом тина ШЭТ5801.

Бесконтактная станция управления в комплекте с датчи­ ком уровней воды в напорном резервуаре предназначена для автоматического, телемеханического и ручного управления погружным электронасосом, а также защиты электронасоса от аварийных режимов работы.

Автоматическое управление происходи г в зависимости от уровня воды в напорном резервуаре. Телемеханическое справ­ ленне обеспечивается подачей команд от устройств телемеха­

ники на исполнительные реле включения и отключения.

Станция управления обеспечивает защиту электронасоса при коротких замыканиях^ технологических перегрузках и

16

работе на двух фазах. Принципиальная схема станции управ­ ления тина ШЭТ5801 показана на рисунке 1 «б».

При отсутствии воды в напорном резервуаре контакты нижнего и верхнего уровней не омываются водой, нулевой сиг­ нал от датчика уровня поступает в блок логики, который фор­ мирует сигнал, поступающий на выходное реле включения van-птюго пускателя.

Электродвигатель включается, и вода поступает в напор­ ный резервуар. Когда уровень воды достигнет контактов верх­

нии уровня воды (выход из воды контактов верхнего уровня) электронасос остается в отключенном состоянии. При разборе волы потребителем контакты нижнего уровня' выходят из во­ ды, и в блоке логики вновь формируется сигнал на включение элекIропасоса. i

Блок логики представляет собой устройство с бесконтакт­ ными логическими элементами па транзисторах. Внутри блока лонжи находится также блок питания логических элементов и датчики тока, со вторичных обмоток которых снимается пропорппоналыюе току главной цепи напряжение, которое в свою очередь подается па логические элементы.

Датчик уровней воды состоит из контактов верхнего и нижнего уровней, закрепленных на металлическом стержне, и панели датчиков. Системы электрического обогрева датчик станции управления тина ШЭТ5801 не имеет.

Изучение конструкций и принципиальных схем станции ав­ томатического управления насосными установками показыва­ ет, что здесь прочно укрепился принцип двухпозиционного ре­ гулирования по перепаду уровня воды в напорном резервуаре, который измеряется контактными датчиками. Исключение со­ ставляют автоматизированные безбашенные водокачки, двухЮзпционпое регулирование которых осуществляется по дав­ лению в водовоздушном котле.

Принцип работы станции управления рассмотрим на при­ мере станции типа ПЭТ5102. Рис. 1 «а». Для пуска насосной установки переключатель УП ставят в положение «автомати­ ческое», шайбы УП-1-25 и УП-И-И замкнутся и через размы­ кающий контакт РУ будет показано напряже'!т е па катушку магнитного пускателя.

17

Магнитный пуска гель включает элект розввтатель насоса. Пода из скважины начинает поступать в напорный резервуар. Д остигнув верхнего контролируемого уровття, вода замыкает контакты КВУ датчика. Реле уровнен P i’ получит питание и своим размыкающим контактом обесточит магнитный пуска - тель. Насосная установка остановится, и подача воды ирек-ра - т ПГСя.

Всдедствне разбора воды уровень ее в резервуаре будет снижаться, что приведет к выход)' из воды контактов верхне­ го уровню датчика. По реле РУ продолжает с держиваться во включенном положении через контакты нижнего уровня kilN датчика и своп замыкающий контакт. При дальнейшем сниже­ нии уровня воды контакты 1\НУ оголяются. Реле РУ обесгочпгея п своим размыкающим контактом включает электродви­ гатель насоса. В дальнейшем цикл работы повторяется.

В режиме ручного управления электродвигатель насоса запускается обычным способом. Основные технически!' дач­ ные рассмотренных выше станций автоматического уиранло спя претитаьлепы в таблице 1.

Анализируя приведенные принципиальные схемы стан­ ций автоматического управления и их основные технические данные, можно сделать вывод, что в конструктивном отноше­ нии они очень мало отличаются друг от трута. Принцип дей ­ ствия всех стыший также аналогичен.

Отлично состоит в некотором конструктивной разнице контактных .датчиков уровнен и величине напряжения пеней питания д.нтникои уровня. Эти напряжения составляют для станций типа АБВКД - 36в и IJ1НТ5801 - 12з пере­ менного тока. В остальных случаях 220 в переменного тока.

Датчики уровней всех рассмотренных станций управле­ ния насосными установками располагаются в напорных ре-

н'рвуара.х п связываются со станцией управления трех - четырехнроводной .линией, в задней мост и- от кож'Т'рукцни да тчика.

Как v жс было от,мечено выше, все рассмотренные стан­ ции управления насосными установками, применяемые в сель­ скохозяйственном водоснабжении, реализуют закон двухпознстопного pei улпрования уровня в напорном резервуаре но переча су уровня. Последний контролируется с помощью кон­ тактных датчиков (18, 9),

18

2260x900.4 х000

Эти системы хорошо работают б летнее время и обычно применяются на насосных установках, расположенных на не­ значительном расстоянии от напорных резервуаров.

Проведенные нами исследования типовых технологиче­ ских схем сельскохозяйственного водоснабжения на Северном Кавказе показывают, что около 50%' насосных установок рас­ положены па расстоянии более 100 м от напорных резер­ вуаров.

Зависимость расстояния между насосной установкой и во­ донапорным резервуаром в %1к общему числу насосных уста­ новок показана в таблице. 2.

В таких условиях трудности, связанные с монтажом элек­ трических линий связи между напорным резервуаром и стан­ цией управления, в значительной степени тормозят широкое внедрение этих систем для автоматизации насосных установок сельскохозяйственного водоснабжения,

19