Автоматика для защиты насосов от перегрузки и сухого хода

Автоматика защиты насоса от перегрузки и сухого хода

Водоподъемная установка помимо насоса может включать блок автоматики и системы защиты и регулирования.
Например, насос Водомет (Джилекс) в базовой комплектации работает в ручном режиме.
Для организации автоматической подачи воды его используют в составе станции "Водомет-Дом" , в которую дополнительно входит управляющее реле давления, манометр и, соединенный через шланг высокого давления, гидроаккумулятор - мембранный напорный бак емкостью 24 или 50 литров.

Комментарии специалиста:
Гидроаккумулятор представляет собой металлическую емкость с резиновой мембраной внутри, функция которой - разделять воздушную и водную среды в баке (в противном случае воздух начнет растворяться в воде). Основная функция гидроаккумулятора совместно с реле давления - контроль за скоростью изменения давления в системе и оптимизация частоты включения насоса, особенно если речь идет об его устойчивой работе при малых расходах воды.

Принцип работы этой пары прост - при возникновении расхода в системе начинает падать давление воды, но давление воздуха в баке не позволяет ему падать слишком быстро. За счет этого удается избежать гидравлических ударов в системе водоснабжения. Давление мягко падает до заданного значения включения реле, контакты замыкаются и включают насос. Насос начинает работать, обеспечивая дальнейший расход воды. После того, как кран закрывается, насос продолжает работать некоторое время, заполняя гидробак, пока давление в системе не поднимется до заданного значения выключения реле. После чего насос автоматически отключается.

Такой гидроаккумулятор нельзя рассматривать как накопитель воды (его объема хватит на 2-4 минуты незначительного водоразбора), однако можно говорить о том, что он продлевает срок службы насоса, так как компенсирует минимальные водоразборы и позволяет избежать частых включений-выключений насоса - набрать воду в чайник или вымыть руки можно при отключенном насосе.

Заметим, что в отличие от описанной системы с реле давления, автоматическое управление с помощью датчика расхода (реле протока) имеет свои ограничения. При высокой производительности насоса и сокращении расхода воды резко возрастает давление в системе. Это может привести к подтеканию труб или даже порче самого насоса. В тех случаях, когда водоподъемное оборудование не отличается большой мощностью, устанавливают промежуточную накопительную емкость с поплавковым выключателем, контролирующим уровень воды. При падении уровня воды до нижнего фиксированного уровня поплавковый выключатель замыкает контактную группу. Насос включается и заполняет бак до верхнего фиксированного уровня. После чего контакты размыкаются и насос останавливается.

Помимо защиты от гидроударов и частых отключений_включений в различных моделях насосов могут быть предусмотрены и другие виды защиты: от перегрева и перегрузки, от "сухого хода" и крупных посторонних включений, от "скачков" и пониженного уровня напряжения. Прежде всего, это касается дорогостоящих скважинных насосов. Они должны работать бесперебойно в течение многих лет. При выходе из строя такого насоса владельцу придется заплатить двойную цену - за новый насос и за демонтаж старого. Например, скважинные насосы серии Acuaria (ESPA) снабжены одновременно защитой от "сухого хода", перегрева и перегрузки двигателя, а также от нестабильности напряжения в сети.

Насосное оборудование должно быть защищено от работы без воды. Вода в насос заливается перед первым пуском вручную, а обратный клапан не дает ей вытекать. Во время работы возможна автоматическая защита насоса от "сухого хода". Она может быть организована по-разному:
- отключение насоса по фазовому сдвигу между током и напряжением при отсутствии нагрузки на роторе электродвигателя - по так называемому косинусу фи. (Чтобы не было ложного срабатывания, система пробует запустить насос повторно 2-3 раза и только после этого отключает окончательно);
- с помощью погружных электродов - контакты размыкаются при отсутствии между электродами электролита (перекачиваемой жидкости);
- с помощью системы датчиков уровня;

Станция "Водомет-Дом" располагает встроенной защитой от сухого хода с помощью реле протока, которое автоматически отключает насос при отсутствии воды во всасывающем трубопроводе. Затем в течение нескольких часов периодически будут предприниматься попытки повторного запуска, пока во всасывающую магистраль вновь не поступит достаточный для нормальной работы объем воды (при необходимости функция автоматического перезапуска может быть заблокирована).

Для скважинных насосов используют ПЗУ - пускозащитные устройства, предназначенные для запуска и плавного разгона до максимальной частоты вращения. Помимо этого они, как правило, осуществляют защиту электродвигателя насоса и его автоматическое отключение при перегрузке с помощью теплового реле (например, в результате блокировки насоса). Необходимо также позаботиться о защите насосного оборудования от сбоев в электросети, так как именно проблемы с электропитанием становятся чаще всего причиной выхода насосов из строя еще до конца гарантийного срока.

От перепадов напряжения могут помочь сетевые фильтры и стабилизаторы напряжения. От перебоев питания, весьма характерных для сельской местности можно застраховаться с помощью альтернативного источника питания, например, дизельного генератора. Динамические параметры работы электрогенератора должны удовлетворять паспортным требованиям электрооборудования насосов. Кроме того, надо помнить, что в первую очередь следует запускать генератор для того, чтобы он вышел на рабочий режим прежде, чем будут запущены насосы.

Блоки защиты и управления работой насосов

 

Электронные блоки типа KIT, выпускаемые известной испанской фирмой ESPA, предназначены для автоматического управления работой и защиты насосов. Компактные и функциональные блоки KIT 00, KIT 01, KIT 02, KIT 05 применяются в составе насосных станций водоснабжения одного или нескольких зданий.

Традиционно установку KIT производят прямо на напорном патрубке поверхностного насоса, однако его можно монтировать в любом месте трубопровода между насосом (как поверхностным, так и погружным) и первым краном водоразбора. KIT используется также для защиты насосов от «холостого хода» в станциях пожаротушения и многонасосных установках повышения давления с монтажом на всасывающем коллекторе насосной станции.

Электронные блоки управления и защиты KIT обладают повышенной надёжностью, поскольку могут применяться в гидросистемах, использующих воду с небольшим содержанием песка. Помимо основного предназначения электронных блоков – поддержания стабильного давления в системе, KIT выполняет функцию защиты насоса от работы на закрытую задвижку, «сухого хода», превышения уровня всасывания и подсоса воздуха.

В зависимости от модели, блоки KIT комплектуются встроенным обратным клапаном, манометром, гасителем гидроударов, световой индикацией режимов работы, регулировкой давления включения и кнопкой перезапуска. Модели KIT 01, KIT 02 и KIT 05 могут устанавливаться только с вертикальным расположением патрубков, KIT 00 –с вертикальным или горизонтальным.

При подключении блока KIT к однофазному или к трёхфазному насосу с током более 10А электрическое подсоединение производят через магнитный пускатель. Если предполагается использование блока управления с насосом, подача которого превышает пропускную способность KIT, блок устанавливается на байпас.

Модель	Давление включения насоса	Ток, А	Мах пропускная способность, м3/ч	Мах раб. давление, bar	Манометр	Защита от гидроударов	Световая индикация
Kit 00	Нет	10	10	10	нет	нет	нет
Kit 01	Регулируемое: от 1,5 до 2,5 bar	10	10	10	нет	нет	да
Kit 02	1,5 bar	10	8	7	да	да	нет
Kit 05	Регулируемое: от 1,5 до 2,5 bar	10	10	10	да	да	да

Для компенсации динамических перепадов давления в системе блоки KIT оснащены гасителями гидроударов; имеющийся в них некоторый запас воды позволяет предотвращать частое включение насоса при небольшой утечке воды из закрытого крана. В отличие от гидробаков, гасители гидроударов не нуждаются в предварительной закачке воздуха.

Устройство KIT производит запуск насоса, когда параметры давления в гидросистеме достигают нижнего предела в 1,5–2,5 bar, остановку – при закрытии всех водоразборных кранов. Если во всасывающей линии воды нет, через 8-12 сек работы насоса «всухую», KIT производит его остановку. Для возобновления работы насоса служит кнопка перезапуска. При наличии блока KIT установка поплавковых выключателей или каких-либо других приспособлений для предотвращения «сухого хода» насоса не нужна.

Работа насоса в станциях с блоками KIT не прерывается при расходе воды в системе не менее 0,5-0,8 л/мин. После закрытия всех водоразборных кранов и фиксации датчиком отсутствия потока воды, KIT останавливает двигатель насоса с задержкой в 5-10 секунд, необходимой для набора максимального давления в системе.

При подборе насоса для гидросистемы с установленным электронным блоком необходимо учитывать, что при работе на закрытую задвижку в точке подключения KIT давление, создаваемое насосом, должно быть не меньше 2,5 bar. В том случае, если KIT используется в комплекте с поверхностным самовсасывающим или погружным насосом, когда вода не заполняет трубопровод до места установки KIT, кнопку перезапуска необходимо держать нажатой до тех пор, пока поток воды из крана не станет стабильным. Время до появления воды, в зависимости от мощности насоса и высоты подъёма, может достигать 5-6 мин. Поскольку блок KIT оснащён встроенным обратным клапаном, на самовсасывающий насос донный клапан не устанавливается.

Схема с электромагнитным пускателем

Все преимущества станций с блоками управления KIT становятся более очевидными, если подробно рассмотреть принцип работы системы с использованием реле давления и гидробака. В насосной станции с гидробаком запуск и остановка двигателя насоса происходят в соответствии с заданными значениями реле давления, которые подбираются в зависимости от гидравлических параметров системы водоснабжения. То есть гидросистема функционирует строго в пределах установочных значений реле давления.

С течением времени, в зависимости от объёма гидробака и соотношения между расходом воды и производительностью насоса, давление в системе будет колебаться в интервале значений давления при включении и отключении насоса. Такие перепады давления приводят, например, к тому, что при расходовании горячей воды, проходящей через проточный электронагреватель или другой подобный прибор, происходит изменение температуры нагревания воды. Работа насоса в станциях с установленным реле давления будет непрерывной лишь в редких случаях относительного равенства производительности насоса и расхода воды из гидросистемы.

Работа насоса с реле давления и гидробаком = нестабильное давление в системе

Работа насоса с блоком управления KIT = стабильное давление в системе при неизменном потреблении

Применение электронных блоков KIT в насосных станциях позволяет избежать некомфортных колебаний давления, возникающих в гидропневматических станциях, и стабилизирует давление в системе во всех случаях, кроме изменения количества точек водоразбора.

Помимо этого, подключение блоков KIT позволяет исключить частые запуски насоса, характерные для станций с реле давления, что минимизирует степень вредного воздействия пусковых токов на электродвигатель и увеличивает срок его службы.

Приобретение в Волгогграде 8(8442)781134 89033753434