Архив / 1996 / №8-9 / 

Защита и управление при эксплуатации погружных электронасосов. Комплект «Высота» – защита (Продолжение. Начало в №№ 5-7)

Сформулируем те ключевые требования к устройствам защиты, которые вытекают из анализа рассмотренных в предыдущих публикациях способов и устройств.

Первое. При разработке и построении схем защитных средств необходимо исходить не из причин аварийных ситуаций, а из следствий – опасных токовых перегрузок в статорной обмотке.

Второе. При построении защитных устройств целесообразно различать их действия, направленные на защиту от аварийных ситуаций, возникших в электронасосе, в кабеле и до силового ввода. В первом случае требуется запоминание состояния защитного отключения для выяснения причин аварийной ситуации. Во втором случае этого не требуется и включение, после устранения аварийной ситуации, должно производиться автоматически. То есть, необходима раздельная защита.

Третье. Действие защиты от обрыва фаз должно реагировать только на исчезновение напряжения в любой из фаз, либо, при использовании фильтров нулевой последовательности, на несимметрию не менее двухкратной максимальной естественной. Четвертое. Для защиты от токовых перегрузок наиболее эффективно применять такие устройства, время-токовая характеристика которых соответствует перегрузочным характеристикам погружных электродвигателей, а контроль тока в каждой из фаз происходит селективно. Пятое. Для наиболее эффективной и полной защиты погружного электродвигателя от аварий требуется применять следующие раздельные виды защит: от обрыва фаз, токовых перегрузок и «сухого хода», причем первую без запоминания. Эти требования были полностью учтены при разработке комплектного устройства управления и защиты погружными электронасосами «ВЫСОТА».

Прежде всего авторы при разработке конструкции отказались от применения какой-либо микросхемной и транзисторной элементной базы и связанной с ней схемотехникой. В основу легла современная релейная элементная база.

В качестве основного элемента для реализации функции защиты от токовых перегрузок в статорных обмотках погружного электродвигателя применяется тепловое токовое реле типа РТТ. Время-токовая характеристика такого реле полностью совпадает с время-токовой перегрузочной характеристикой погружного электродвигателя, что обеспечивает его надежную защиту при эффективной эксплуатации. Измерительными элементами в реле служат три термоэлемента, которые независимо связаны с исполнительным механизмом с помощью трех подвижных планок, что обеспечивает селективность реагирования реле на перегрузки в каждой фазе. Реле имеет ускоренное срабатывание при обрыве одной из фаз, а также регулировку тока несрабатывания и фиксацию (запоминание) сработанного состояния с последующим ручным возвратом. Регулировка тока несрабатывания (см. табл.) может осуществляться в пределах 15% от номинального значения тока как в сторону его увеличения, так и в сторону уменьшения. Это позволяет использовать один и тот же комплект при замене электронасоса на другой, меньшей или большей мощности.

Таблица

Мощность электродвигателя насоса кВт

2,8 4,5 5,5 8,0 11,0 16,0 22,0 32,0 45,0 65,0

Номинальный ток электродвигателя , А

7,0 10,7 12,7 18,3 24,2 35,6 47,2 69,7 92,0 132,0

Номинальный ток тепловых элементов теплового реле , А

6,3 12,5 12,5 20,0 25,0 40,0 50,0 63,0 100,0 160,0

Диапозон регулирования уставок срабатывания теплового реле, А

Мax

7,23 14,3 14,3 23,0 28,7 46,0 57,5 72,3 115,0 160,0

Min

5,35 10,6 10,6 17,0 21,2 34,0 42,5 53,5 85,0 136,0

В комплекте «ВЫСОТА» применена раздельная защита от обрыва фаз и от токовых перегрузок, то есть предусмотрена предупредительная защита, запрещающая включение неработающего электродвигателя или отключающая работающий при обрыве какой-либо фазы. При восстановлении фазы электронасос автоматически включается, то есть действие защиты осуществляется без запоминания. Такое разделение позволяет снизить дополнительный ущерб от простаивания электронасоса. Действительно, если исключить предупредительную защиту, то при обрыве фазы сработает токовая защита от перегрузки (исполнительная защита) с запоминанием и электронасос останется отключенным при восстановлении сети. Более подробно экономические аспекты разделения защиты на предупредительную и исполнительную рассмотрены в [1].

Кроме того, в комплекте предусмотрена защита от «сухого хода», отключающая электронасос при понижении уровня воды в скважине ниже допустимого, обеспечивающего его нормальную работу, а также короткого замыкания, которые работают с запоминанием.

Комплект «ВЫСОТА» выполняет и другие функции - функции управления:

  • пуск и останов электронасоса в ручном режиме;
  • автоматический пуск и оста-нов электронасоса в зависимости от уровня воды в резервуаре;
  • автоматический пуск и останов электронасоса по сигналам датчика давления;
  • снижение льдообразования в водонапорной башне, полное исключение её наружного обмерзания;
    сервисные функции:
  • световую сигнализацию включения сети и срабатывания защиты от «сухого хода»;
  • контроль нагрузки в одной из фаз;
  • контроль сопротивления изоляции фазных обмоток.

Современные комплекты «ВЫСОТА» выпускаются в соответствии с ТУ 3431-001-18090050-96, имеют в своем составе щит управления и защиты - ЩУЗ, электрообогреваемый датчик уровня - ДУО-2 и датчик «сухого хода».

Функциям управления электронасосами будет посвящена следующая серия публикаций.

(Продолжение следует).

Литература

1. Славин Р.М. Защита электроприводов автоматических установок в условиях сельского хозяйства. Совершенствование методов эксплуатации сельских электроустановок. М.: ВИЭСХ, 1995 г.

Александр Гришин
к.т.н., зав. лабораторией ВИЭСХ