І захисту (усуз) заглибних електронасосних агрегатів

Станція містить такі основні блоки й елементи (рис. 2.1.11.): блок А1 – фазочутливий пристрій захисту ФУЗ-М; блок А2 –універсальний двохпозиційний регулятор УДР-2, що складається з блоку живлення (А2.1), логічного елемента “АБО” (А2.2) і вузла керування (А2.3); блок АЗ – елементи контролю опору ізоляції. До одного входу блоку А2 можуть бути приєднані електродний датчик рівня води, реле тиску, електроконтактний манометр (один з приладів), а до іншого – датчик “сухого ходу” (якщо він не встановлюється, то клеми 5-6 з’єднуються перемичкою).

При автоматичному режимі керування вмикають автоматичний вимикач QF1. Тумблер SА1 ставиться в положення “А”. Команди на вмикання і вимикання магнітного пускача КМ1 формує двохпозицій­ний регулятор УДР-2 (блок А2) за допомогою електродних датчиків рівня SL1, SL2 (реле тиску чи електроконтактного манометра).

У ручному режимі керування тумблер SА1 ставлять у положення “Р”, вмикають тумблер S2, що контактами S2.1 вмикає котушку магнітного пускача КМ1 у мережу. При цьому захист електродвигуна не працює. У ручний режим роботи установку короткочасно може переводити електромонтер, що обслуговує її.

Станція керування може працювати при несправних чи відсутності датчиків рівня води в башті чи датчиків тиску. Для цього необхідно тумблер SА1 встановити в режим “А”, тумблер S2, який розташований на бічній стінці шафи, – у положення “Вкл.”. При цьому забезпечуються всі захисти двигуна.

При перевантаженнях, неповнофазних режимах і коротких замиканнях виникає сигнал у блоці А1. Контакти вихідного реле блоку захисту спрацьовують і своїми контактами подають сигнал у блок А2. Двигун з визначеною витримкою часу відключається від мережі.

Контроль опору ізоляції обмоток заглибного електродвигуна здійснюється блоком АЗ у періоди, коли двигун відключений від мережі. При цьому струм протікає по ланцюзі: L3.1 - FU1- VD1 - R1 (чи R2) - SА1 - опір ізоляції двигуна -N. При зниженні опору ізоляції на резисторі R1 (R2) зростає спадання напруги до величини запалювання неонової лампи НL1. Спочатку перемикачем SА1 підключається резистор R1. Загоряння лампи НL1 сигналізує про зниження опору ізоляції. Перемикач SА1 переводиться на резистор R2, якщо лампа НL1 гасне, агрегат експлуатувати допускається. При запалюванні лампи (включений R2) двигун необхідно ремонтувати.

Питання для самоконтролю

1. Основні об’єми автоматизації водонасосної установки із станцією керування типу “УСУЗ”.

2. Призначення блоків на функціональній схемі водонасосної установки з станцією типу “УСУЗ”.

3. Які функції виконує автоматизована водонасосна установка із станцією керування типу “Каскад”?

4. В яких режимах працює водонасосна установка зі станцією типу “Каскад”?

ТЕСТИ

1. Які переваги безконтактних станцій керування водонасос­них установок?

1. Збільшення терміну служби системи керування.

2. Збільшення терміну служби і надійності роботи як самої системи керування, так і електродвигуна.

3. Збільшення надійності роботи системи керування.

2. В якій водонасосній установці можливе використання електродних датчиків рівня води в баку, датчиків тиску води в напірному трубопроводі, датчика “сухого ходу”?

1. У водонасосній установці із станцією керування типу “Каскад”.

2. У водонасосній установці із станцією керування типу “УСУЗ”.

3. У водонасосних установках “Каскад” і “УСУЗ” залежно від замовлення.

3. Використовуючи принципову електричну схему водонасос­ної установки з станцією типу “УСУЗ”, вкажіть, який блок та пристрої керування використовуються для автоматичного керування по рівню води в баку?

1. Блок А1, магнітний пускач КМ1.

2. Блок А2, магнітний пускач КМ1.

3. Блок А3, магнітний пускач КМ1.

4. Використовуючи принципову електричну схему водонасос­ної установки з станцією типу “Каскад”, вкажіть, чим подається команда на включення електронасосного агрегату при автоматичному керуванні в режимі “Водопідйом”?

1. Датчиком КНУ .

2. Датчиком КВУ .

3. Датчиками ДДВ та ДСХ .

2.1.4. Автоматизація водонасосних установок з використанням мікроконтролерів

Станція управління насосом “Каскад-К1М” призначена для автоматичного і ручного управління насосним агрегатом, а також захисту трифазного електродвигуна насоса. Застосовується в системах водопостачання з артезіанських свердловин, при підвищенні тиску і відведення стоків.

Базова комплектація “Каскад-К 1М” забезпечує наступні функції:

• автоматичний режим роботи “Водопідйом” або “Дренаж” від датчиків рівня або датчиків тиску;

• ручне управління за допомогою кнопок пуск/стоп на лицьовій панелі станції;

• контроль і індикацію робочого струму електродвигуна;

• контроль і індикацію аварійного стану (відображення коду аварії);

• оперативна настройка захисту електродвигуна;

• автоматичне скидання аварії і повторний пуск насосного агрегату з витримкою за часом.

Станція “Каскад-К1М” оснащена оригінальним приладом захисту і управління електродвигуна на основі мікропроцесора “МПЗК-50”.

Мікропроцесорний прилад захисту і контролю “МПЗК-50” призначений для автоматичного керування і захисту відцентрових заглибних електронасосних агрегатів у режимі водопідйому чи дренажу. Автоматичне керування в режимах водопідйому або дренажу виконується за сигналом від датчиків рівня або інших датчиків. Аварійне відключення електронасосного агрегату відбувається при виникненні: неприпустимих перевантажень у момент пуску і робочому режимі; обриву однієї або двох фаз; асиметрії напруги мережі живлення; холостого ходу електродвигуна; короткого замикання в колі електродвигуна; неприпустимо низького дебету води в свердловині. Застосування приладу “МПЗК-50” дозволяє крім того проводити контроль й індикацію робочого струму електродвигуна; контроль і індикацію аварійного стану.

Рис. 2.1.12. Фронтальна площина приладу “МПЗК-50”

Прилад “МПЗК-50” (рис. 2.1.12) – конструктивно виконаний у технополімерному корпусі, всередині якого розміщені елементи контролю, індикації й комутації. На кришці приладу розташована лицьова панель із цифровим індикатором струму, светлодіодні індикатори режимів роботи, кнопки керування, органи настроювання.

Індикатор струму відображає: величину робочого струму або струм настроювання А; код аварійного режиму, при якому спрацював захист. Індикатор режиму роботи показує стан обраного режиму: “Ручний”; “Автоматичний – водопідйом” (датчики рівня/датчик тиску); “Автоматичний – дренаж”.

Кнопки керування: “Уставка” – переводить режим роботи індикатора струму з робочого режиму у режим настроювання параметрів захисту; “Скидання” – призначені для відключення режиму “Аварія” і відновлення режиму “Робота”. При натисканні кнопки “Скидання” раніше задані параметри режиму роботи й параметри захисту зберігаються; “Режим” – призначений для вибору необхідного режиму роботи. При кожному натисканні кнопки “Режим” відбувається зміна одного режиму на наступний. Кожному режиму відповідає свій світлодіодний індикатор.

Для оперативного аналізу причини виникнення аварії в “"МПЗК-50” використовуються коди аварій. При виникненні аварії відбувається відключення кола керування електродвигуном і на індикаторі струму відображається в буквенно-цифровому вигляді код аварії:

А1 – обрив однієї з живильних фаз;

А2 – перекос фаз;

А3 – значення струму споживаного електродвигуном перевищує номінальне значення в 1,25 раза (25% – перевантаження);

А4 – значення струму споживаного електродвигуном перевищує номінальне значення в 1,5 разу (50% – перевантаження);

А5 – значення струму споживаного електродвигуном перевищує номінальне значення в три і більше рази;

А6 – холостий хід (електродвигун без навантаження);

А7 – низький дебет води в свердловині – “сухий хід”.

Схема підключень електронасосного агрегату з приладом "МПЗК-50" зображена на рисунку 2.1.13. Підготовка установки до роботи здійснюється автоматичним вимикачем QF1.

Робота в ручному режимі.

Натисканням кнопки “Режим” встановлюється режим роботи “Ручний”, при цьому буде світитись світлодіод “Ручний”. При обраному режимі “Ручний” керування електродвигуном здійснюється оператором від кнопкового поста SB1 “Пуск”, SB2 “Стоп”.

Робота в автоматичному режимі.

При виключеному електродвигуні вибрати заданий режим роботи з необхідними датчиками (при цьому буде світитися відповідний світлодіод).

В автоматичному режимі керування з датчиками рівня у випадку відсутності води в резервуарі, при подачі електроживлення відбувається автоматичне включення електродвигуна насоса шляхом замикання контактів 4–5 реле керування Р1. При досягненні рівня води в резервуарі до датчика верхнього рівня ВР відбувається автоматичне вимикання електродвигуна насоса шляхом розмикання контактів 4-5 реле керування Р1. При зниженні рівня води в резервуарі нижче датчика нижнього рівня НР відбувається автоматичне включення електродвигуна насоса для подачі води в резервуар і цикл повторюється. Датчики ВР і НР (верхнього і нижнього рівня) установлюються залежно від технічних характеристик резервуара.

Рис. 2.1.13. Принципова електрична схема електронасосного