Схема подключения насоса

Эксплуатация, обслуживание и ремонт

В процессе эксплуатации насосного оборудования с трехфазным двигателем случаются различные ситуации с питающим напряжением. Особенно это актуально для стран бывшего союза. К таким ситуациям относятся: повышенное или пониженное напряжение в сети, асимметрия или перекос фаз, пропадание или обрыв фаз, нарушение чередования последовательности фаз. Рассмотрим эти случаи более подробно.

Повышенное или пониженное напряжение сети. Повышение и понижение напряжения, а также резкие скачки напряжения питания оказывают очень сильное влияние на работу асинхронных двигателей, которые наиболее часто применяются в насосном оборудовании. В случае изменения напряжения питающей сети изменяется механическая характеристика асинхронного двигателя – зависимость вращательного момента от скольжения. Вращательный момент на валу двигателя пропорционален квадрату напряжения на его клеммах. При низком напряжении сети питания снижается вращающий момент и частота вращения ротора двигателя, из-за увеличения его скольжения. Низкое напряжения ухудшает условия запуска двигателя, так как это приводит к уменьшению его пускового момента. При повышенном напряжении питающей сети происходит быстрое «старение» обмоток, что приводит к сокращению срока службы двигателей. Быстрое «старение» обмоток ведет к «пробою» обмоток между собой или на корпус. Для ремонта необходимо перематывать статор двигателя. Чтобы избежать таких неприятных моментов лучшим способом защиты являются стабилизаторы напряжения. Однако стоимость стабилизаторов в особенности на большие мощности весьма большая и может быть соизмерима со стоимостью насосного оборудования. Также для защиты насосного оборудования можно использовать и реле контроля фаз. Для этого на реле задаются пределы допустимых колебаний питающей сети. В случае выхода параметров питающей сети за заданные, реле отключает нагрузку. К недостаткам такой защиты нужно отнести то, что на время когда сеть не соответствует заданным параметрам, насос будет отключен. На индикации будет гореть светодиод, указывающий, что в сеты повышенное или пониженное напряжение. Это критично там, где идет технологический процесс, и оборудование не может быть остановлено.

Асимметрия или перекос фаз. При трехфазном питании очень часто бывают ситуации, когда одна из фаз недогружена, а вторая перегружена. Режим запуска в асинхронном двигателе характеризуется кратковременной работой обмоток статора в режиме короткого замыкания и потребляемый двигателем ток в 5-7 раз превышает номинальный. Частые запуски при перекосе фаз, могут вызывать перегрев изоляции и увеличивать потребляемый ток. Как следствие двигатель может, не запустится, или обмотки статора выйдут из строя. Реле позволяет задать уровень перекоса фаз в пределах 5-20%. В случае превышения заданного уровня асимметрии происходит отключение двигателя от сети питания и тем самым оборудование защищается от недопустимых режимов питающей сети и от возможных отказов, а светодиод, указывающий ни асимметрию фаз, при этом загорится.

Пропадание или обрыв фаз. Это один из наиболее часто встречаемых случаев, При пропадании фазы трехфазный двигатель не запускается в работу. Как результат выгорание двух обмоток, которые были под напряжением. Если пропадает одна из фаз в процессе работы двигателя, то ситуация будет аналогичной – выгорание двух фаз из-за повышенно потребляемого тока.

Нарушение последовательности чередования фаз. Для двигателей с трехфазным питанием очень важно не нарушать чередование последовательности фаз, так как от этого зависит направление вращение двигателя. В случае нарушения последовательности чередования фаз двигатель начинает вращаться в другую сторону. При неправильном вращении двигателя изменяются его гидравлические характеристики (напор насоса очень сильно уменьшается). Более серьезные последствия – это выход из строя и насоса  и двигателя. Реле контролирует правильную последовательность фаз. В случае изменении чередования фаз изделие отключит двигатель. Если включить реле с неправильной последовательностью чередования фаз, то нагрузка не будет подключена к сети питания, до устранения неисправности.

Используя довольно таки простое и не очень дорогое реле контроля фаз можно уберечь насосное оборудование от выхода его из строя и как следствие дорогостоящего ремонта.

Спасибо за оказанное внимание

P.S. Понравился пост? Порекомендуйте его своим друзьям и знакомым в социальных сетях.

Еще похожие посты по данной теме:

разное по теме — Автоматизация трехфазного электродвигателя насоса

При подключении трехфазного электродвигателя важно соблюдать правило — коммутация всегда производится через контактор (магнитный пускатель). Только с помощью контактора выполняется правильное включение электродвигателя и обеспечивается его автоматизация.

Элементы управления (реле давления, реле протока, поплавковый выключатель, контроллер уровня воды, защита от сухого хода и пр.) применяются те же самые, что и для однофазных двигателей. Элементы управления будут воздействовать на однофазную катушку контактора, который, в свою очередь, будет коммутировать электропитание на электродвигатель.

При всех преимуществах трехфазного электродвигателя, существует несколько особенностей, которые нужно учитывать, чтобы не вывести его из строя:

Соблюдение последовательности фаз. Нарушение последовательности может привести к изменению направления вращения вала электродвигателя. При длительной работе в таком режиме насос может выйти из строя.

Обрыв одной из фаз. Потеря напряжения на одной из фаз — очень частое явление. Возникает данная ситуация по разным причинам: обрыв одного из проводов на линии электроснабжения; сгорание одного из предохранителей; нарушение контакта в одной из фаз и пр. Обрыв фазы вызывает нагрев обмоток электродвигателя и выход его из строя.

То же самое может произойти при нарушении симметрии напряжения по фазам, когда на одной из фаз напряжение сильно отличается от других. Все это приводит к выводу электродвигателя насоса из строя.

Для любого вида двигателей вредно пониженное или повышенное напряжение. Это приводит к сокращению ресурса обмоток двигателя и выводу их из строя.

В подаче питания на трехфазные двигатели важно, чтобы все три фазы абсолютно одновременно подключались и отключались от источника питания.

Перегрев двигателя. Из-за сложной коммутации, трехфазные электродвигатели не имеют встроенной защиты от перегрева, но почти всегда тепловой датчик встроен в обмотку электродвигателя, что позволяет осуществлять аварийное отключение внешними приборами.

Исходя из этого, следует понимать, что трехфазный электродвигатель никогда не должен подключаться без защитной автоматики, т.к. вероятность возникновения аварий электропитания весьма велика.

Одновременную коммутацию фаз выполняет контактор. Он же выполняет роль посредника при подключении насосной автоматики. Все приборы аварийного отключения так же заводятся на управление контактором. Т.е. контактор включит насос только при соблюдении следующих требований: автоматика управления дает команду на включение, а автоматика контроля электропитания не видит повода к воспрепятствованию этому.

В качестве средств защиты насоса по электропитанию удобно выбирать комплексные изделия, которые включают в себя все виды защиты.

В качестве примера, можно рассмотреть устройство защиты электродвигателя УЗДР-8.

Устройство обеспечивает:

• Защиту от неверного порядка чередования фаз
• Защиту от обрыва фазы
• Защиту от «слипания» фаз
• Защиту от выхода напряжения за установленные пределы (защита от перенапряжения и недонапряжения)
• Защиту от перекоса напряжения
• Защиту от перекоса по току потребления
• Защиту от превышения номинального тока потребления электродвигателем
• Защиту от перегрева обмотки статора электродвигателя
• Защиту от повышенного тока утечка изоляции.

Т.е. устройство обеспечивает защиту от всех «сюрпризов» электроснабжения, а контроль за током защищает так же насос от заклинивания, работы без воды и прочих неприятностей.

Устройство так же контролирует сопротивление изоляции для предотвращения поражения персонала электрическим током.

УЗДР-8 устанавливается вместе с контактором и автоматическими выключателями в распределительный шкаф на DIN рейку. В случае возникновения аварийных ситуаций, УЗДР-8 предотвратит подачу напряжения на электродвигатель и выведет сообщение об ошибке на дисплей.

Для понимания принципа, приведу несколько принципиальных схем.

Первая схема не имеет никакой защиты, лишь демонстрируя принцип автоматизации насоса с помощью контактора:

Вторая схема представляет из себя полноценную минимально-допустимую систему управления и защиты трехфазного насоса:

1- автоматический выключатель

2- УЗО

3- устройство защиты УЗДР-8

4- контактор

5- трансформатор тока (входит в комплект УЗДР-8)

Защита погружного насоса: от сухого хода, песка

На чтение 3 мин. Опубликовано Октябрь 19, 2018

Несоответствие работы скважинного оборудования оптимальным режимам заканчивается, как правило, значительными внеплановыми затратами владельцев источников на демонтаж, ремонт агрегатов или их замену на новые. Ну и, конечно же, все это сопровождается бытовым дискомфортом для пользующихся источником водоснабжения. Защита погружного насоса – это комплекс мероприятий, которые направлены на профилактику проблем с оборудованием и их предотвращения.

Причины поломок

Практика обустройства водозаборных скважин компанией ВОДОСНАБ (Москва) показывает, что чаще всего скважинные насосы выходят из строя по таким причинам:

• Эксплуатация в аварийном режиме (т.н. «сухой ход»).
• Перегрузка электрического двигателя.
• Некачественное электропитание.
• Высокое содержание в воде примесей.

Заводская комплектация многих современных насосов для скважин премиум-класса предусматривает уже встроенные системы защиты от перегрузок, перегревов и работы «всухую». Вот только ремонтировать находящуюся на дне скважин такую встроенную автоматику сложно и дорого. Большинство же эксплуатируемых насосов имеют упрощенную конструкцию, где отсутствуют функции «все включено». В таких случаях специалисты нашей компании рекомендуют использовать доступные способы борьбы с негативными для насосов факторами как электрического, так и механического происхождения.

Защита погружного насоса от сухого хода

Насос, «хватающий» воздух вместо воды, не способен охлаждаться и очень быстро ломается. От высоких температур его узлы деформируются и цена ремонта агрегата, чаще всего, становится сопоставимой с приобретением нового оборудования.

Легче всего организовать комплекс мер по защите погружного насоса от сухого хода и предупредить такую потенциально опасную ситуацию еще на этапе подбора оборудования для скважины, учитывая ее дебит (в т.ч. сезонный). Так, мощные насосы монтируют в источники только с высокой производительностью.

Кроме этого, крайне нежелательному режиму работы скважинного насоса могут противостоять:

• Датчики протока.
• Поплавковые выключатели.
• Реле давления с установленным пороговым уровнем.
• Контроллер управления насосом, следящий за протоком воды и параметрами электропитания.
• Реле уровня с опускаемыми в скважину датчиками.

Все устройства отличаются надежностью и простым подключением.

Питающее напряжение и перегрузки должны контролироваться

Электродвигатель является наиболее важной конструктивной составляющей насоса для скважин. Соответствующие заводским требованиям параметры его электропитания будут способствовать длительной и беспроблемной эксплуатации всех узлов агрегата.

От влияния негативных факторов электросети (скачков тока, напряжения) можно надежно произвести защиту погружного насоса, а именно его двигатель при помощи стабилизаторов напряжения или реле (автоматов) защиты двигателей. В настоящее время на рынке доступны модели таких защитных устройств как зарубежных, так и отечественных производителей.

Перегрузку двигателя насоса предотвращают недорогие, но важные детали системы – тепловые токовые реле.

Защита от песка или как бороться с песком

Повышенное содержание в воде механических включений (твердодисперсных частиц глины, песка) также приводит к ускоренному износу насосного оборудования. Будучи втянутыми внутрь рабочей камеры, они повреждают все трущиеся детали агрегата. Этому препятствует устанавливаемый в скважине качественный механический фильтр. Кроме этого, сегодняшний рынок предлагает долговечные насосы для скважин, адаптированные к высокому (более 50г/м³) содержанию в воде частиц. Их «уязвимые» детали изготовлены из износостойких технополимеров.

Избежать влияния частиц песка на работу насосного агрегата позволяет также его правильная установка – не ближе 1 м до дна скважины.

Заключение

Защита погружного насоса – задача специалистов компании ВОДОСНАБ. Для этого они используют различные типы защитных устройств и их комбинации. Выбор зависит от предпочтений заказчиков, их финансовых возможностей и конкретных ситуаций. Дополнительную информацию о защите погружных скважинных насосов от сухого хода, песка или других проблем вы можете узнать у менеджеров компании.

как надежно защитить насосное оборудование в скважине

Насос можно назвать сердцем автономной системы водоснабжения. От того, насколько ответственно вы подошли к выбору и установке устройства, зависит его бесперебойное функционирование. Однако не стоит забывать и о внешних факторах, которые могут негативно повлиять на работу прибора. Сухой ход, гидравлический удар, резкое снижение температуры, электрическое замыкание, заиливание скважины – далеко не весь перечень возможных причин поломки насосного оборудования. Как уберечь себя и свою семью от перебоев с водой? Ответ прост – заранее позаботиться о защите погружных насосов.

Защита от сухого хода ↑

Рабочие колеса и диффузоры бытовых насосов чаще всего производят из термопласта. Этот износоустойчивый материал отлично справляется с высокими нагрузками, в ситуации же с «сухим ходом» (работа без воды) детали начинают перегреваться и деформироваться. Результат обычно предсказуем – в насосе заклинивает вал либо перегорает электродвигатель. Самое печальное, что гарантийного ремонта в этом случае быть не может (производители подчеркивают, что приборы нельзя использовать без воды).

Защита погружного насоса от сухого хода требуется в следующих случаях:

• Обустройство колодцев и скважин с низким дебитом (объем воды может меняться в зависимости от сезона).
• Перекачка жидкости из емкостей с невосполняемым объемом (например, бассейн).
• Высокая производительность самого насоса.

Чтобы прибор вовремя «понял», что вода закончилась, и не работал вхолостую, насос оборудуют различными видами защиты:

• Выключатель-поплавок. Недорогой вариант для колодцев (в скважине или трубопроводе для него недостаточно места). Датчик подключается в разрыв фазы, от которой запитан насос, и устанавливается на фиксированном уровне (при критическом понижении уровня воды жидкость должна покрывать донный клапан). При срабатывании датчика контакты размыкаются, «выключая» электропитание прибора. Поплавками оборудована подавляющая часть колодезных насосов.

Датчики реле давления устанавливают на нескольких уровнях

• Реле давления. Устройство контролирует перепады давления в системе и размыкает контакты при достижении критической точки (0,4 – 0,6 бар), при этом новый запуск насоса производится только вручную. Реле давления можно использовать только в комплексе с гидробаком, иначе установка датчика не будет иметь смысла.
• Прессконтроль (реле потока и давления). Защита погружных насосов от сухого хода осуществляется с помощью датчика, расположенного в реле протока. Если сквозь устройство не проходит жидкость, оно автоматически отключается.

Еще один эффективный, но довольно дорогой способ – установка реле уровня: три электрода подключают к электронной плате через обычный одножильный провод и опускают в скважину или шахту колодца. Датчики, закрепленные на разной глубине, подают сигналы об изменении уровня воды. Если он опускается ниже отметки контрольного датчика, мотор прекращает работу, если перекрывает электрод – система запускает насос.

Внимание! Даже если вы уверены в дебите скважины или обладаете большим опытом в эксплуатации насосов, лучше не рисковать и установить датчики защиты.

Гидравлический удар может вывести насос из строя

Защита от гидравлического удара ↑

Гидроудар может произойти при сливе воды в скважину либо включении аппарата после «сухого хода». Находящаяся под высоким давлением жидкость сильно бьет по лопастям крыльчатки и может их повредить. Как защитить погружной насос от гидравлического удара? Как правило, производители предлагают комплексное решение:

• Встроенный обратный клапан, задача которого – компенсировать вес водяного столба.
• Гидроаккумулятор, оборудованный реле давления и датчиками.

В случае, когда давление превысит допустимые нормы, система автоматически отключит прибор. Если же этого не произойдет, то в защиту вступает обратный клапан.

Защита от замыкания ↑

Большая часть поломок в той или иной степени сопряжена с электрической частью погружного насоса. Если напряжение в сети сильно понижается либо скачет, велика вероятность межвиткового замыкания обмоток стартера (следствие – выход агрегата из строя).

Чтобы избежать подобных нюансов, многие производители оборудуют электродвигатели встроенной защитой.  Система выключается при выходе показателей за допустимые пределы и включается при возврате напряжения в норму.

Важно! Если в вашем регионе часто случаются скачки напряжения, лучше приобрести насос с системой плавного пуска. Это устройство защитит двигатель во время запуска и отключения.

Электронные системы решают сразу две проблемы – с их помощью осуществляется защита и управление погружными насосами. Простейшая схема состоит из нескольких разноуровневых датчиков и центра управления электродвигателем, в более сложных устройствах используют профессиональные станции.

Пульт управления вынесен за пределы скважины

Автоматизированная система решает следующие задачи:

• поддерживает заданный уровень воды;
• защищает двигатель от «сухого хода» и скачков напряжения;
• отключает устройство в экстренных ситуациях;
• запускает прибор после восстановления показателей;
• плавно запускает и останавливает двигатель;
• блокирует включение при коротком замыкании.

Многие производители выпускают модели с удаленным управлением – вы сможете проконтролировать работу системы, даже находясь далеко от дома.

Важно! Какой бы эффективной не была электронная система управления, она не сможет защитить насос от замерзания либо заиливания воды. За природными факторами риска придется следить самостоятельно.

Подбирая погружной насос, необходимо учитывать не только его рабочие характеристики, но и параметры водозаборника (глубина, диаметр, дебит, статичный и динамичный уровень воды). Если вы не обладаете достаточным опытом в обустройстве скважин и колодцев, лучше проконсультироваться со специалистом (как минимум) либо обратиться в лицензированную компанию (как максимум). Не стоит экономить на покупке насоса: ремонт бюджетной модели может обойтись вам в разы дороже, чем приобретение качественного прибора.

УралКомплектЭнергоМаш :: Защита насосов

Защита насосов

Электронные реле защиты трехфазных насосов P и PF, однофазных насосов PS

Электронные реле защиты электродвигателей насосов измеряют потребляемый двигателем ток. Токи измеряются тремя токовыми трансформаторами, значения используются для создания тепловой модели электродвигателя и сравнения их со значениями токов, установленными на реле. Реле FANOX работает при любых условиях пуска и работы электродвигателей. Три класса срабатывания серии C перекрывают все режимы старта и рабочего цикла. 3 питающих электродвигатель проводника пропускаются в соответствующие отверстия в реле, не подключаясь к нему, поэтому цепи питания двигателя и реле полностью гальванически развязаны. Диапазон измеряемых токов до 1000 А благодаря возможности использования токовых трансформаторов.Термопамять: при аварийном отключении, электронное реле FANOX не запустит двигатель до полного его остывания, сохранив всю информацию о двигателе.

Электронное реле для защиты электродвигателя от:

·         Перегрузки по току
(реле защиты создает тепловую модель двигателя во время пуска, работы и останова; при перегрузке учитываются аварийные отключения, что влияет на скорость срабатывания; при аварийном отключении, электронное реле не даст запустить двигатель до полного остывания, информация о двигателе сохраняется при отключении, светодиод мигает начиная с 1.1 х I р  при перегрузке)

·        Перекоса фаз и потери фазы
(реле обнаруживает обрыв фазы, даже если электродвигатель работает с нагрузкой меньше номинальной; перекос фаз обнаруживается в случае если значения токов в фазах отличаются более чем на 40%; электронное реле останавливает двигатель в течении 3 сек., предотвращая его поломку)

·        Неправильной последовательности фаз 
(очередность фаз определяется токовыми датчиками, действует в процессе старта двигателя, для правильного определения время старта, не используется при использовании преобразователя частоты)

·         Недогрузки по току

(защита двигателя от работы в режиме холостого хода — бездатчиковая защита от сухого хода).

·         Недогрузки по cosφ

(защита двигателей от работы в режиме холостого / сухого хода, для двигателей, работающих с малой нагрузкой: погружные насосы на бензозаправках и т.д.. Уровень срабатывания по недогрузке устанавливается с помощью потенциометра от 0,1 до 0,9)

Серия P

(защита насоса от работы при сухом ходе и кавитации — измерение потребляемого электродвигателем тока, 3 класса срабатывания перекрывают все режимы старта рабочего цикла)

Серия PF

(защищают насосы и системы, где недопустима работа без нагрузки (сухой ход, обрыв ремня вентилятора и т.д.), 7 классов срабатывания перекрывают все режимы старта и рабочего цикла)

Серия PS

(уровни срабатывания устанавливаются потенциометрами на панели, ручной / дистанционный / автоматический сбросы, автоматический возврат в исходное состояние каждые 4 минуты после срабатывания)

·         Токовые трансформаторы

·         Выносной дисплей (модуль можно устанавливать на дверь шкафа вместо кнопки диаметром 22 мм, длина кабеля = 2 м)

Технические характеристики реле защиты насосов

Технические характеристики серии PF

Технические характеристики серии PS

Схема подключения реле защины насосов FANOX

Кривые срабатывания

Кривые срабатывания Р и PF   (IEC 947-4-1)

•          Зеленые линии — холодные кривые срабатывания. 
•          Синие линии — кривые, по которым работает реле, если в момент пуска двигатель находиться в нагретом состоянии, реле срабатывает быстрее.

Классы срабатывания/ время срабатывания

Классы срабатывания позволяют пользователю выбирать защиту от перегрузки в зависимости от области применения электродвигателя и режимов его пуска.

Каждому классу соответствует кривая срабатывания, определяющая время срабатывания реле при перегрузке по току.