Szivattyúk és szivattyúállomások automatizálása
A szivattyúegységek automatizálása lehetővé teszi a vízellátás megbízhatóságának és folytonosságának növelését, a munkaerő- és üzemeltetési költségek, valamint a vezérlőtartályok méretének csökkentését.
Szivattyúegységek automatizálásához, az általános célú berendezések kivételével (kontaktorok, mágneses indítók, kapcsolók, közbenső relék), speciális vezérlő- és felügyeleti eszközöket használnak, pl. szintszabályozó relé, centrifugálszivattyú töltésvezérlő relék, sugárrelé, úszókapcsolók, elektróda szintkapcsolók, különféle nyomásmérők, kapacitív érzékelők stb.
Vezérlőállomás - egy komplett készülék 1 kV-ig, elektromos berendezések vagy részeik távvezérlésére, vezérlési, szabályozási, védelmi és jelzési funkciók automatizált végrehajtásával. Szerkezetileg a vezérlőállomás blokk, panel, szekrény, tábla.
Vezérlőegység - vezérlőállomás, amelynek minden eleme külön lemezre vagy keretre van felszerelve.
Vezérlőpult - vezérlőállomás, amelynek minden eleme táblákra, sínekre vagy más szerkezeti elemekre van felszerelve, amelyek közös keretre vagy fémlemezre vannak felszerelve.
Vezérlőpult (ShTSU vezérlőállomás pajzs) Több panelből vagy blokkból álló összeállítás egy háromdimenziós kereten.
Vezérlőszekrény - minden oldalról védett vezérlőállomás oly módon, hogy az ajtók és burkolatok zárásakor kizárt a feszültség alatt álló részekhez való hozzáférés.
A szivattyúk és szivattyúállomások automatizálása általában a merülő elektromos szivattyú vezérlésére vonatkozik a tartályban lévő vízszintről vagy a nyomócsőben lévő nyomásról.
Nézzünk példákat a szivattyúegységek automatizálására.
ábrán. Az 1. ábrán a legegyszerűbb szivattyúegység – az 1. vízelvezető szivattyú – automatizálási sémája látható, és az 1. ábra. Az 1. b ábrán ennek a telepítésnek a kapcsolási rajza látható. A szivattyúegység automatizálása úszó szintkapcsolóval történik. A KU vezérlőkulcsnak két állása van: kézi és automatikus vezérléshez.
Rizs. 1. A vízelvezető szivattyúberendezés (a) és elektromos áramkörének kialakítása az automatizáláshoz (b)
ábrán. 2 sebességváltó automatizálási séma búvárszivattyú vezérlésére a víztorony tartályában lévő vízszint szerint, reléérintkezős elemeken.
Rizs. 2. Búvárszivattyú automatizálásának sematikus diagramja a tartály-víztorony vízszintjének megfelelően
A szivattyú automatizálási áramkörének üzemmódját a CA1 kapcsoló állítja be. Ha „A” helyzetbe állítja és bekapcsolja a QF kapcsolót, a vezérlőáramkör feszültséget kap.Ha a vízszint a nyomástartályban a távirányító érzékelő alsó szintjének elektródája alatt van, akkor az SL1 és SL2 érintkezők az áramkörben nyitva vannak, a KV1 relé ki van kapcsolva, érintkezői pedig a tekercs áramkörében a mágneses indító KM zárva van. Ebben az esetben a mágneses indító bekapcsolja a szivattyú motorját, ugyanakkor a H jelzőlámpa kialszik L1 és a H lámpa L2 világít. A szivattyú nyomás alatt szállítja a vizet a tartályba.
Amikor víz tölti ki az SL2 alsó szintű elektróda és a nulla vezetékhez csatlakoztatott érzékelőtest közötti teret, az SL2 áramkör bezárul, de a KV1 relé nem kapcsol be, mert az SL2-vel sorba kapcsolt érintkezői nyitva vannak.
Amikor a víz eléri a legmagasabb szintű elektródát, az SL1 áramkör bezárul, a KV1 relé bekapcsol, és miután kinyitotta érintkezőit a KM mágneses indító tekercsének áramkörében, kikapcsolja az utóbbit, majd zárás után a záróérintkezőket, akkor egyedül az SL2 érzékelő áramkörén keresztül kap feszültséget. A szivattyú motorja kikapcsol, és a H figyelmeztető lámpa kialszik.L2 és a H lámpa L1 világít. A szivattyú motorja újra bekapcsol, ha a vízszint arra a pozícióra esik, amikor az SL2 áramkör nyitva van, és a KV1 relé deaktiválódik.
A szivattyú bekapcsolása bármely üzemmódban csak akkor lehetséges, ha a DSX szárazonfutás-érzékelő áramköre zárva van (SL3), amely szabályozza a kút vízszintjét.
A szintszabályozás fő hátránya, hogy a szintérzékelők elektródái télen fagyhatnak, ami miatt a szivattyú nem kapcsol ki, és a víz túlfolyik a tartályból. Vannak olyan esetek, amikor a víztornyok megsemmisülnek a felszínükön lévő nagy jégtömeg fagyása miatt.
A szivattyú működésének nyomással történő szabályozása során a szivattyúteremben lévő nyomóvezetékre elektromos kontaktnyomásmérő vagy nyomáskapcsoló szerelhető fel. Ez megkönnyíti az érzékelő karbantartását és kiküszöböli az alacsony hőmérsékletnek való kitettséget.
ábrán. 3 erőátviteli kapcsolási rajz egy torony vízellátó (szivattyúzó) berendezésének vezérléséről elektromos kontakt manométer jelei szerint (nyomás szerint).
Rizs. 3. Toronyon lévő vízrendszer elektromos kontakt manométerrel történő vezérlésének vázlata
Ha nincs víz a tartályban, akkor a nyomásmérő СП1 (alsó szint) érintkezője zárva van, és a СП2 (felső szint) érintkező nyitva van. A KV1 relé működik, lezárja a KV1.1 és KV1.2 érintkezőket, aminek eredményeként bekapcsol a KM mágneses indító, amely az elektromos szivattyút háromfázisú hálózathoz köti (a tápáramkörök nem láthatók az ábrán).
A szivattyú vizet szállít a tartályba, a nyomás addig emelkedik, amíg a manométer érintkezője be nem záródik, СП2 a felső vízszintre állítva. A СP2 érintkező zárása után a K relé aktiválódik V2, amely kinyitja a KV2.2 érintkezőket a KV1 relé tekercsének áramkörében és a KV2.1 érintkezőket a KM mágneses indító tekercsének áramkörében; a szivattyú motorja leáll.
Amikor a víz kifolyik a tartályból, a nyomás csökken, a СP2 kinyílik, levágva a KV2-t, de a szivattyú nem kapcsol be, mivel a nyomásmérő érintkezik, a СP1 nyitva van, és a KV1 relé tekercs kikapcsol. A szivattyú bekapcsol, ha a vízszint a tartályban lecsökken, mielőtt a nyomásmérő érintkezője bezárul. СП1.
A vezérlőáramkörök tápellátását 12 V-os lecsökkentő transzformátor biztosítja, ami növeli a biztonságot a vezérlőáramkör és az elektromos kontaktnyomásmérő szervizelésekor.
A szivattyú működésének biztosítására az elektromos kontaktnyomásmérő vagy a vezérlőáramkör meghibásodása esetén egy CA1 kapcsolót terveztek. Bekapcsoláskor a KV1.2, KV2.1 vezérlőérintkezők manipulálásra kerülnek, és a KM mágneses indító tekercsét közvetlenül a 380 V-os hálózatra csatlakoztatják.
Az L1 fázisrésben a vezérlőáramkör egy ROF (fázisrelé elvesztése) érintkezőt tartalmaz, amely a táphálózat nyitott fázisa vagy aszimmetrikus üzemmódja esetén nyit. Ebben az esetben a KM tekercs áramköre megszakad, és a szivattyú automatikusan lekapcsol a hiba elhárításáig.
Az áramkör áramköreinek túlterheléstől és rövidzárlattól való védelmét egy automatikus kapcsoló végzi.
ábrán. 4 átviteli séma egy vízszivattyú berendezés automatizálásához, amely egy búvár típusú elektromos szivattyúegységet 7 tartalmaz, amely egy 6 kútban van elhelyezve. A nyomóvezetékbe 5 visszacsapó szelep és 4 áramlásmérő van beépítve.
A szivattyúegységben van egy nyomótartály 1 (víztorony vagy levegő-víz kazán), ill Nyomásérzékelők (vagy szint) 2, 3, ahol a 2. érzékelő a tartályban lévő felső nyomásra (szintre), a 3. érzékelő pedig a tartályban lévő alsó nyomásra (szintre) reagál. A szivattyútelepet a 8-as vezérlőegység vezérli.
Rizs. 4. Változó frekvenciájú vízszivattyú automatizálásának vázlata
A szivattyúegység vezérlése a következőképpen történik. Tegyük fel, hogy a szivattyúegység ki van kapcsolva, és a nyomás a nyomástartályban csökken, és alacsonyabb lesz, mint Pmin... Ebben az esetben az érzékelő jelet küld az elektromos szivattyú bekapcsolására. A frekvencia fokozatos növelésével kezdődik. a szivattyúegység elektromos motorját tápláló áram.
Amikor a szivattyúegység fordulatszáma eléri a beállított értéket, a szivattyú működési módba lép. Az üzemmód programozásával frekvenciaváltó biztosíthatja a szivattyú munkavégzésének szükséges intenzitását, zökkenőmentes indítását és leállítását.
A búvárszivattyú állítható elektromos meghajtásának használata lehetővé teszi a közvetlen áramlású vízellátó rendszerek megvalósítását automatikus nyomástartással a vízellátó hálózatban.
A vezérlőállomás, amely biztosítja az elektromos szivattyú zökkenőmentes indítását és leállítását, a nyomás automatikus fenntartását a csővezetékben, tartalmaz egy A1 frekvenciaváltót, egy BP1 nyomásérzékelőt, egy A2 elektronikus relét, egy vezérlő áramkört és a megbízhatóságot növelő segédelemeket. elektronikus berendezések (5. ábra).
A szivattyúvezérlő áramkör és a frekvenciaváltó a következő funkciókat látja el:
— a szivattyú egyenletes indítása és leállítása;
— automatikus vezérlés szint vagy nyomás alapján;
— védelem a "száraz futás" ellen;
— az elektromos szivattyú automatikus leállítása nem teljes fázisüzem, elfogadhatatlan feszültségesés, vízellátó hálózat vészhelyzete esetén;
— túlfeszültség elleni védelem az A1 frekvenciaváltó bemenetén;
— jelzés a szivattyú be- és kikapcsolásához, valamint vészüzemmódokhoz;
— a kapcsolószekrény fűtése negatív hőmérsékleten a szivattyúházban.
A szivattyú lágyindítása és lágy lassítása A1 FR-E-5.5k-540ES típusú frekvenciaváltóval történik.
Rizs. 5. Búvárszivattyú automatizálásának vázlata lágyindítású és automatikus nyomástartó berendezéssel
A búvárszivattyú motorja a frekvenciaváltó U, V és W kapcsaihoz csatlakozik. A СB2 gomb megnyomásakor aktiválódik a K1 «Start» relé, amelynek K1.1 érintkezője összeköti az STF bemeneteket és a frekvenciaváltó számítógépét, biztosítva az elektromos szivattyú zökkenőmentes indítását a frekvenciaváltó beállításakor megadott program szerint.
A frekvenciaváltó vagy a szivattyú motor áramköreinek meghibásodása esetén a váltóáramú konverter áramköre zár, biztosítva a K2 relé működését. A K2 működtetése után a K2.1, K2.2 érintkezői zárnak, és a K1 áramkörben a K2.1 érintkező kinyílik. A frekvenciaváltó és a K2 relé kimenete le van kapcsolva. Az áramkör újraaktiválása csak a hiba elhárítása és a védelem 8V3.1 gombbal történő visszaállítása után lehetséges.
A 4…20 mA analóg kimenetű BP1 nyomásérzékelő a frekvenciaváltó analóg bemenetére csatlakozik (4, 5 érintkezők), negatív visszacsatolást biztosítva a nyomásstabilizáló rendszerben.
A stabilizáló rendszer működését a frekvenciaváltó PID vezérlője biztosítja. A szükséges nyomást a K1 potenciométer vagy a frekvenciaváltó vezérlőpanele állítja be. Amikor a szivattyú szárazon működik, az A2 elektronikus ellenállásrelé 7-8 érintkezője záródik a rövidzárlati relé tekercsében, és a szárazonfutás-érzékelő a 3-4 érintkezőihez csatlakozik.
A rövidzárlati relé aktiválása után a K3.1 és a short-circuit.2 érintkezői záródnak, aminek következtében a K2 védőrelé aktiválódik, amely biztosítja a szivattyú motorjának kikapcsolását. Ebben az esetben a zárlati relé a K3.1 érintkezőn keresztül önállóan kap feszültséget.
Minden vészhelyzeti üzemmódban a HL1 lámpa világít; a HL2 lámpa kigyullad, ha a vízszint elfogadhatatlanul alacsony (a szivattyú „száraz üzeme” mellett) A kapcsolószekrény fűtése hideg évszakban EK1 … EK4 elektromos fűtőtestek segítségével történik, amelyek be vannak kapcsolva a KM1 kontaktor által, amikor a VK1 hőrelé. A frekvenciaváltó bemeneti áramköreinek rövidzárlattól és túlterheléstől való védelmét a QF1 megszakító végzi.
Rizs. 5. A szivattyúegység automatizálása
A cikk a Daineko V.A. könyv anyagait használja fel. Mezőgazdasági vállalkozások elektromos berendezései.
Lásd még: Egy egyszerű automatizált vezérlési séma két hulladékszivattyúhoz