Автоматизація станцій управління насосними агрегатами.

Безконтактна станція керування типу ШЕТ виконана на напівпровідникових логічних елементах. У порівнянні з контактними схемами безконтактні станції дорожче, але з дорожчання окупається збільшенням терміну служби і надійності роботи як самої системи управління, так і електродвигуна насоса.

Принципова електрична схема станції (рис.2.1) працює таким чином. Коли у водонапірній баку немає води, то контакти верхнього SL1 і нижнього SL2 рівнів розімкнуті. Внаслідок цього на входах Вх.5 і Вх.6 здвоєного логічного елемента АБО - НЕ сигнали відсутні, а на його виході сигнали з'являються і через діоди VD8 і VD9 надходять на підсилювач У, який підсилює вхідний сигнал, що викликає спрацьовування проміжного реле К V і загоряння сигнальної лампи HL. Реле KV-своїмі контактами включає магнітний пускач КМ, а останній - електронасос М. У міру заповнення бака водою спочатку замикаються контакти SL2 датчика нижнього рівня, а потім контакти SL1 верхнього рівня. При замиканні контактів SL2 на Вх. 6 подає негативний потенціал, внаслідок чого на діоді VD9 вихідний сигнал зникає, а на діоді VD8 залишається. Завдяки цьому насос не вимикається. Коли вода замикає контакти SL1 датчика верхнього рівня, на # х.5поступает сигнал і на діоді VD8 вихідний сигнал зникає. Внаслідок цього лампа HL і реле KV відключаються, що викликає виключення електронасоса.

 

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

 

 

Рис.2.1 Принципова електрична схема управління водо насосній станції типу Шет

При витраті води спочатку розмикаються контакти SL1 верхнього рівня, але це не призводить до вимикання електродвигуна, тому що замість вихідного сигналу від датчика на вхід Вх.5 через діод VD7 і реле KV подається негативний потенціал від джерела: - 24 В. При розмиканні контактів SL2 нижнього рівня на Вх.6 сигнал зникає, що викликає автоматичне повторне включення електронасоса.

Безконтактне реле Т-202, логічні елементи D, АБО і блок живлення БП2 захищають двигун від перевантажень і від роботи в аварійних режимах. Датчиком струму є трансформатор струму ТА, випрямлений струм від якого надходить на потенціометр RP. Движком потенціометра RP встановлюють значення струмів спрацьовування захисту при перевантаженнях і коротких замиканнях електродвигуна. При струмах перевантаження спрацьовує безконтактне реле Т-202, з якого надходить на вхід Вх.3 сигнал, що викликає спрацьовування елемента витримки часу D. З елемента D сигнал з витримкою часу через елемент АБО надходить на вхід Вх.5 елемента АБО-НІ, що викликає відключення реле KV і електронасоса М. При струмах короткого замикання напруга на потенціометрі RP зростає в кілька разів. Внаслідок цього відкривається стабілітрон VD2 і через вхід Вх.2 на елемент D надходить сигнал, минаючи ланцюжок витримки часу в елементі D. З елемента D сигнал послідовно надходить на входи Вх.4 і Вх.5 і зникає на виході Вх.7, що викликає відключення електронасоса без витримки часу.

Станція ШЕТ дозволяє управляти електронасосом за допомогою телемеханіки. Для цього встановлюють реле прийому телесигналів управління, контакти KV2 і KV1 яких відповідно включають і відключають електронасос. Паралельно контактам можна встановити кінцеві станції для дистанційного включення або відключення насоса.

Логічні елементи живляться від блоку живлення БП1, який підключається вимикачем S.

 

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Комплектний пристрій «Каскад» призначено для автоматичного і дистанційного управління зануреними електродвигунами потужністю 1... 65 кВт водо насосних і дренажних станцій. У пристрої передбачений захист електродвигуна від перевантажень, коротких замикань і сухого ходу, тобто від роботи двигуна без води (для двигунів потужністю 4,5 кВт і вище). Воно може працювати в автоматичному режимі від датчиків нижнього SL2 я верхнього SL1 (рис.2.3) рівнів води в баку. Датчиком тиску ВР служить електроконтактні манометр, встановлений в оголовку свердловини на напірному трубопроводі. Ланцюги управління і захисту від сухого ходу підключають до блоку живлення БП1, а ланцюга захисту від перевантажень і коротких замикань - до блоку БП2.

Залежно від положення перемикача SA1 схема працює від датчиків рівня або від датчика тиску (положення 1), або від реле телемеханічного включення ТБ і відключення ТО (положення 4), або від місцевого дистанційного керування: включається перекладом перемикача SA1 в положення 3, а відключається переведенням у положення 2.

Рис.2.3 Принципова електрична схема управління водо насосній станцією "Каскад"

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

При автоматичному управлінні за рівнем в блоці управління встановлюють клітинку рівня (ЯУУ). Перемикач SA2 ставлять в положення В (водо-підйом) або положення Д (відкачка дренажних вод).

Розглянемо роботу схеми в режимі водопідйомну. Якщо вода в баку знаходиться нижче датчика мінімального рівня, то контакти SL1 і SL2 розімкнуті, транзистор VT8 закритий, а сигнал вимикання насоса з резистора R22 через діод VD13 і резистор R6 надходить на затвор транзистора VT3. Цей транзистор відкривається з витримкою часу (2... 30 с), що встановлюється ланцюжком, і відкриває тріод VT4. У результаті цього спрацьовує реле KV, яке включає пускач КМ і електронасос М. Включення насоса запам'ятовується і підтримується за допомогою елементу пам'яті, утвореної діодом VD7, так як через діод надходить на затвор транзистора VT3 негативний потенціал.

При замиканні водою контактів SL1 датчика верхнього рівня сигнал надходить на затвор транзистора VT6, який відкривається, закриваючи транзистор VT7, і відкриває транзистори VT11 і VT12. На колекторі транзистора VT12 збільшується негативний потенціал, який через діоди VD14 і VD8 закриває тріод VT4. Реле KV відключається і вимикає електронасос М, який залишається відключеним до тих пір, поки вода в баку не опуститься нижче контактів SL2. Далі цикл повторюється.

При перемиканні SA2 в режим дренажу Д автоматичне включення електронасоса походить від датчиків верхнього рівня SL1, а відключення від датчика нижнього рівня SL2.

При автоматичному управлінні по тиску замість осередку ЯУУ встановлюють клітинку ЯУД з датчиком тиску ВР. Осередок управління по тиску складається з формувача задаючих час імпульсів, лічильника імпульсів та схеми збігу. Всі зазначені вузли зібрані на логічних елементах (тригерах і елементах І - НЕ).

При зниженні рівня, а отже, і статичного напору води, контакти датчика тиску ВР замикаються і подають негативний потенціал харчування. Починає працювати генератор і лічильник імпульсів осередку ЯУД. Через певну кількість імпульсів, що забезпечують затримку часу включення електронасоса не більше 15 хв., з виходу Вих осередку ЯУД надходить сигнал позитивної полярності, який через діод VD8 відкриває тріод VT4. Завдяки цьому включається реле KV, пускач КМ і електронасос М.

При роботі насоса тиск підвищується і контакти датчика ВР розмикаються, але негативний потенціал харчування ЯУД тепер подається через відкритий тріод VT4 і діод VD15.

Через певний час, встановлюється до 90 хв. спеціальним задає пристроєм у клітинці ЯУД, сигнал на виході Вих. зникає, тріод VT4 закривається, і реле KV відключає пускач КМ і електронасос М. При зниженні тиску води процес повторюється.

Слід зазначити, що схема комірки ЯУД складна, багатоелементна, має низьку надійність. Контактний манометр працює тільки на включення насоса, і відключення здійснюється від елементу витримки часу. Крім того, тиск спрацювання реле ВР залежить від витрати і динамічного напору води. Тому сьогодні в наукових і проектних організаціях розробляються досконаліші схеми управління електронасосом.

 

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

При місцевому дистанційному включенні SA1 переводять у положення 3, а при телемеханічної - в положення 4. У цих випадках негативний потенціал подається безпосередньо або через контакти KV2 на затвор транзистора VT3 і відкриває його і тріод VT4. Далі схема працює аналогічно роботі від датчиків рівня.

При місцевому дистанційному відключенні SA1 переводять у положення 2. У цьому випадку, як і при відключенні телемеханічної, контактами KV1 негативний потенціал подається на тріод VТ4 і закриває його, а реле KV і електронасос М відключаються.

Захист електродвигуна від перевантаження виконана аналогічно захисту станції управління типу ШЕТ. При аварійних режимах (перевантаженнях, коротких замиканнях, неповно фазних режимах електронасоса) підвищується напруга на змінному резисторі R. Ця напруга через ланцюжок витримки часу R1 - С1, назад пропорційну значенню напруги на резисторі R, надходить на затвор транзистора VT1, відкриваючи його і тріод VT2. У результаті через діоди VD3 і VD8 негативний сигнал закриває тріод VT4 і відключає електронасос М. Одночасно загоряється сигнальна лампа ни «Перевантаження». Ланцюг зворотного зв'язку, що складається з резистора R4 і діода VD2, виключає автоматичне повторне включення електронасоса.

Захист електронасоса від сухого ходу виконана у вигляді датчика SL3 в свердловині і напівпровідникового перетворювача сигналу. При нормальній роботі насоса датчик SL3 омивається водою, і його контакти замкнуті. При відсутності води в свердловині контакти SL3 розмикаються, транзистор VT5 закривається, а транзистори VТ9 і VT10 відкриваються. Негативний потенціал через тріод VT10, діоди VD4 і VD8 закриває тріод VT4 і відключає електронасос М. Одночасно загоряється лампа «Сухий хід». При появі води транзистор VT5 відкривається, а транзистори VT9 і VT10 залишаються відкритими за рахунок зворотного зв'язку через діод VD12. Внаслідок цього повторно включити насос можна тільки після з'ясування та усунення причин його відключення.

 

 

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.