Решение по каскадному управлению насосами с помощью частотного преобразователя
Какие проблемы решает установка шкафа управления:
-
Поддержание давление в системе в автоматическом режиме, согласно фактическому расходу.
-
Запуск оптимального количества насосов, исходя из текущей ситуации.
-
Обеспечение равномерного износа насосов.
-
Снижение гидроударов при запуске насосов.
-
Внедрение набора защит: от сухого хода, от низкого напряжения, от обрыва фаз, от перегрузки по току.
Как осуществляется работа шкафа управления?
Устанавливается один преобразователь частоты (-A1), датчик давления с аналоговым выходом (-PD1) для обратной связи по давлению в трубе. И по два контактора на каждый насос, таким образом чтобы можно было один тот же насос запитать или от преобразователя частоты или трехфазной сети.
Преобразователь частоты (-A1) настраивается на текущее количество насосов (в данном случае -M1, -M2, -M3). На нем же выставляется задание давления, которое необходимо поддерживать.
Если текущее давление в трубе ниже, чем заданное, то преобразователь частоты запускает первый насос (срабатывает контактор -KM2, который подключает насос -M1 к преобразователю частоты -A1) и пытается, регулируя его скорость достичь заданного давления.
Если первый насос достигает своей номинальной скорости (50Гц), при этом заданное давление не набрано, то преобразователь частоты отключает первый насос от себя (отключается контактор -КМ2) и переключает его на сеть (включает контактор -КМ1), переключение занимает 1-2 секунды, поэтому насос не успевает остановиться и запуск от сети происходит на вращающийся электродвигатель что снижает пусковой ток и гидроудар в сравнении с запуском напрямую от сети полностью остановленного электродвигателя. Далее преобразователь частоты подключает к себе второй насос (срабатывает контактор -КМ4, подключая насос -М2 к частотнику -А1) и пытается уже двумя насосами достичь задания давления.
Если и вторым насосом, разогнанным до 50Гц не удается достичь заданного давления, то и он переводится на работу от сети (отключается контактор -КМ4 и подключается контактор -КМ3), а преобразователь частоты подключает к себе уже третий насос (срабатывает контактор -КМ6, который подключает насос -М3 к частотному преобразователю -А1) и разгоняет его до тех пор, пока не будет набрано заданное давление или пока не будет достигнута максимальная скорость насоса.
Если заданное давление набрано, то регулировка скорости останавливается и работа продолжается на том количестве насосов и той скорости, при которой удалось набрать заданное давление.
Если текущее давление становится выше, чем заданное, то скорость насоса, управляемого преобразователем частоты, начинает снижаться до заданного порога, ниже которого насосы, работающие от сети, начинают отключаться (отключается контактор -КМ1, затем контактор -КМ3).
Если все насосы, работающие от сети отключены, текущее давление выше заданного, а насос, работающий от преобразователя частоты достиг нижнего предела скорости, то и этот насос останавливается.
Преобразователь частоты ждет снижения давления в трубе чтобы снова запустить насосы.
Работа насосов днём
Расход воды в дневной период составляет в среднем 30 куб.м/ч. Исходя из этого преобразователь частоты полностью разгоняет насос -М1 и переводит его на сеть. После чего подключает насос -М2 и разгоняет его до 37Гц (примерно 70% от номинальной скорости), достигнув заданного давления 4 бара скорость насоса фиксируется.
Работа насосов ночью
В ночной период расход воды сокращается до среднего значения 9 куб.м/час. Для поддержания давления 4 бара достаточно работы одного насоса на скорости 25Гц (50% от номинальной скорости).
Каким образом решаются проблемы управления?
- Преобразователь частоты видит текущее давление в трубе, через аналоговый датчик давления и на основании этих показаний осуществляет регулирование скорости насоса чтобы держать заданное давление.
- Если одним один насос не может набрать заданное давление, то в работу будут введены дополнительные доступные насосы, чтобы достигнуть уставку. Также если текущее давление начнет набираться выше заданного, то насосы будут отключаться по очереди, пока не остановятся все.
- Преобразователь частоты осуществляет плавный запуск каждого насоса, небольшой гидроудар происходит только при переключении насоса от преобразователя частоты на сеть.
- Если давление продолжительное время поддерживается одним насосом, то происходит переход на другой насос.
- Шкаф управления обеспечивает защиту насосов по напряжению, от потери фазы, от перегрузки по току.
Защиты, обеспечиваемые шкафом управления:
Общие характеристики:
Внешний вид и основные компоненты
- HL1: красная лампочка «Авария преобразователя частоты».
- HL2: красная лампочка «Авария насоса №1».
- HL3: красная лампочка «Авария насоса №2».
- HL4: красная лампочка «Авария насоса №3».
- ITP1: индикатор токовой петли «Текущее давление».
- SA1: двухпозиционный переключатель «Пуск/Стоп».
- SA2: двухпозиционный переключатель «Разрешение работы Насос1»
- SA3: двухпозиционный переключатель «Разрешение работы Насос2»
- SA4: двухпозиционный переключатель «Разрешение работы Насос3»
- 1М1: вентилятор охлаждения шкафа.
- SK1: термостат вентилятора.
- SF1: двухполюсный автомат С4А вентилятора шкафа.
- SF2: двухполюсный автомат С4А цепей управления.
- QF1: трехполюсный автомат С6А для преобразователя частоты.
- QF2: трехполюсный автомат С6А для насоса №1.
- QF3: трехполюсный автомат С6А для насоса №2.
- QF3: трехполюсный автомат С6А для насоса №3.
- KM1: контактор для питания насоса №1 от сети.
- КК1: тепловое реле для защиты насоса №1 при питании от сети.
- KM2: контактор для питания насоса №1 от преобразователя частоты.
- KM3: контактор для питания насоса №2 от сети.
- КК2: тепловое реле для защиты насоса №2 при питании от сети.
- KM4: контактор для питания насоса №2 от преобразователя частоты.
- KM5: контактор для питания насоса №3 от сети.
- КК3: тепловое реле для защиты насоса №3 при питании от сети.
- KM6: контактор для питания насоса №3 от преобразователя частоты.
- А1: преобразователь частоты.
- XT1: клеммный ряд для ввода питания ~3Ф 380В №1.
- XT2: клеммный ряд для подключения насоса №1.
- XT3: клеммный ряд для подключения насоса №2.
- XT4: клеммный ряд для подключения насоса №3.
- XT5: клеммный ряд для подключения датчика сухого хода.
- XT6: клеммный ряд для подключения аналогового датчика давления с сигналом 0(4)-20мА или 0-10В.