Выбор шкафов управления «ЭЛТЕКО»

Выбор шкафов управления «ЭЛТЕКО»

Методы поддержания давления и принципы регулирования

Задача поддержания давления

Как известно, у насоса существует вполне определенная рабочая характеристика (Н/Q) . с увеличением разбора (расхода) воды давление в системе падает, как видно из характеристики насоса. (Рис 1) Поддерживать давление постоянным при любом расходе — одна из основных задач шкафов управления «ЭЛТЕКО». В системах, где расход постоянно меняется в связи с изменением количества подключаемых потребителей, что связано с временем суток или временем года, существует несколько решений, позволяющих автоматически регулировать давление при изменении расхода.

Традиционным способом является регулирование сечения трубопровода или сопротивления системы. Более современным и экономичным способом является регулирование производительности насоса или группы насосов Это достигается путем изменения скорости вращения вала электродвигателя с помощью преобразователя частоты и / или последовательным изменением числа работающих насосов

Из Рис 1 видно, что регулировка производительности системы с помощью клапанов дает экономию электроэнергии не более 10 %. Использование преобразователя частоты позволяет дать электродвигателю то напряжение, которое требуется для обеспечения крутящего момента на заданной частоте. Максимальной экономии можно добиться изменением производительности в широком диапазоне. (Рис 1) Необходимо иметь в виду, что производительность насоса стремится к нулю при уменьшении частоты питания электродвигателя менее 25 Гц. Поэтому в системах с центробежными насосами и вентиляторами скорость электродвигателя, как правило, ограничена 25 Гц В дальнейшем мы будем рассматривать способ регулирования производительности насоса или группы насосов, а не сечения трубопровода.




Рис. 1. Характеристики насоса и нагрузки на графике Н = f(Q)

Существует несколько альтернативных способов управления производительностью насосов в системах ГВС и ХВС. Выбор способа поможет определить и тип шкафа управления.

Каскадное включение насосов

 

Рис. 2. Каскадный принцип управления насосами

 

Производительность насосов в открытых системах рассчитывается с учетом минимального и максимального водопотребления. В общем случае возможно изготовление шкафов управления для совместной работы шести или семи насосов. (Рис 2) Кроме того, использование большего количества насосов на меньшую мощность увеличивает не только диапазон изменения расхода, но и повышает надежность системы в целом.

Установка с одним насосом большой производительности, который перекрывает рабочий диапазон с некоторым запасом, устанавливается на не ответственные участи сети. Но, как правило, устанавливаются минимум два насоса в целях резервирования при аварии.

Поэтому можно использовать несколько рабочих насосов меньшей, по сравнению с первым вариантом, мощности. В этом случае обычно максимальная производительность обеспечивается за счет одновременного включения нескольких насосных агрегатов. Если нет необходимости обеспечения максимальной производительности, можно использовать меньшее количество насосов, вплоть до одного. Включение и выключение насосов контролируются реле, датчиком давления или сигналом с контроллера.

Релейное регулирование

Если требования к точности поддержания давления не столь жесткие, то возможно применение шкафа управления с релейным принципом регулирования, т.е. насосы будут включаться и выключаться по сигналу от реле давления, настроенного на определенное значение, напрямую от сети. В этом случае насосы будут работать с полной производительностью.

В шкафах управления, рассчитанных на два насоса и более, при нехватке производительности работающих насосов включается дополнительный насос, который будет также задействован при аварии одного из работающих. Кроме того, реализована функция равномерной наработки насосов по времени. Задержки срабатывания при включении и выключении насосных агрегатов позволяют применять такие шкафы в системах с расширительными баками.

Схемы с релейным принципом поддержания давления обладают следующими недостатками:

·         насосы включаются напрямую, что приводит к гидроударам;

·         экономия электроэнергии минимальна, регулирование дискретно.

Однако эти недостатки практически не заметны при использовании небольших насосов мощностью до 4 кВт. При увеличении мощности насосов броски давления при их включении / выключении становятся все более ощутимы. Для уменьшения бросков давления можно организовать включение насосов с последовательным открытием заслонки или установить гидробак. Полностью снять проблему позволяет установка устройство плавного пуска или преобразователей частоты на каждый насос.

Регулирование по датчику давления

Избежать дискретности управления можно, если использовать датчик процесса с аналоговым выходом (давления, температуры, расхода и т д ). Но чтобы обработать такой сигнал, понадобится дополнительный регулятор, который может находиться в контроллере или преобразователе частоты (Рис 3) Так же такое регулирование позволяет задавать уставки включения и выключения насосов, ограничивая этим количество пусков электродвигателей.

Такое регулирование используется в релейных шкафах от 3 насосов и в шкафах с частотным регулированием, в остальных шкафах управления это возможно опционально.


Рис. 3. Управление насосами по аналоговому датчику

Плавный пуск

Шкаф управления «ЭЛТЕКО» с устройством плавного пуска для каждого электродвигателя обеспечивает поддержание заданного значения давления путем плавного пуска и останова каждого насоса/вентилятора, а также комплексную защиту электродвигателя и приводного механизма

Пусковой ток при прямом включении на номинальное напряжении в 6-7 раз превышает номинальный ток, при пуске звезда-треугольник превышение составляет в 4-5 раза. Плавный пуск является щадящим для электродвигателя и механизма, при этом пусковой ток превышает номинальный в 2-3 раза, что позволяет существенно уменьшить износ насосов, а также снизить нагрузку на сеть во время пуска. На Рис 4 изображены графики пусковых характеристик различных методов

 

Рис. 4. Пусковые характеристики различных методов пуска 

Прямой пуск является основным фактором, приводящим к преждевременному старению изоляции и перегреву обмоток электродвигателя, и, как следствие, уменьшению его срока службы в несколько раз. Реальный срок эксплуатации электродвигателя в большей степени зависит не от времени наработки, а от общего количества пусков. Правило Монцингера (см Рис 5) показывает существенное уменьшение жизненного цикла электродвигателя из-за постоянного превышения температуры в его обмотках.


Рис. 5. Правило Монцингера

Недостатки прямого пуска (гидроудары, пусковой ток) можно избежать, используя схему с устройством плавного пуска.

Основным элементами плавного пуска в шкафах управления «ЭЛТЕКО» являются УПП ABB серии PSR. Устройство плавного пуска имеет возможность контролировать нагрузку на валу электродвигателя, что позволяет отслеживать без дополнительных датчиков сухого хода и «заклинивание» ротора. И снизить пусковую нагрузку на сеть в 3-5 раз, т. е . реальный пусковой ток может составлять до 250 % от номинального.

Частотное регулирование

В шкафах управления «ЭЛТЕКО» серии с частотным регулированием применяются преобразователь частоты IEK CONTROL-A310, разработанные специально для управления насосами и вентиляторами. В этих преобразователях частоты учтены все возможные требования насосно-вентиляторного применения, включая мониторинг нагрузки и функции логического компаратора. Интуитивно понятная структура русифицированного меню делает ввод в эксплуатацию и управление простыми и быстрыми

Применение преобразователей частоты серии A310 дает возможность регулировать скорость двигателя и, соответственно, снижает потребляемую мощность, а также обеспечивает плавную работу оборудования в режимах пуска и останова, что в свою очередь увеличивает срок службы оборудования и позволяет реже производить гарантийное обслуживание.

Частотное регулирование является наиболее эффективным методом регулирования производительности насосов. Реализуемый в этом случае каскадный принцип управления насосами с применением частотного регулирования уже прочно утвердился как стандарт в системах водоснабжения, поскольку дает серьезную экономию электроэнергии и увеличение функциональности системы.

Наличие преобразователя частоты серии A310 фирмы IEK с активизацией функции управления насосами, позволяет сгладить переходной процесс при пусках и остановах насосов (Рис 6), а таже наиболее эффективно управлять одним насосом


Рис. 6. Каскадная группа насосов с преобразователем частоты и устройством плавного пуска 

Преобразователь частоты изменяет частоту вращения одного из насосов, постоянно сравнивая значение задания с показанием датчика давления В случае нехватки производительности работающего насоса по сигналу с преобразователя частоты включится дополнительный, а если произойдет авария, будет задействован резервный насос

Установка функции оптимизации поля в преобразователе A310 позволяет уменьшать напряжение на двигателе в зависимости от реальной нагрузки насоса. Кроме этого, функции управления насосами обеспечивают аккуратное переключение в автоматическом режиме с сохранением необходимых защит и равномерной работы оборудования

Преобразователи частоты используются в шкафах управления серии ШВУ40-...-54Ч/ЧП

 

24.04.2020 17:26:14
0
62

Комментарии:

Внимание: HTML символы запрещены!
Я прочитал Конфиденциальность персональной информации и согласен с условиями