Устройство для автоматического управления насосной станцией
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ
Союз Соаетских
Социалистмческик
Республик
F 04 В 49/02
G 05 0 27/00 с присоединением заявим N9
Государственный комитет
СССР по делам наобретений н открытий (23) Приоритет—
Опубликовано 1512,80. Бюллетень 1чоз 46
Дата опубликования описания 151280 (53) УДК66 012-52(088.8) (72) Автор изобретения
А. Л. Ильмер
Всесоюзное научно-производственное объединение Союзводавтоматика (71) Заявитель н ф1 Я Р
ДЛЯ ABTO ATÈ×ÅÑÊOÃO УПРАВЛЕНИЯ НАСОСНОЙ,,„, СТАНЦИЕЙ
1 (54) УСТРОЙСТВО
Изобретение относится к конструкции автоматических насосных станций и может быть использовано, в частности, при проектировании и модерниэации станций закрытых напорных ороси- S тельных систем.
Известно устройство для автоматического управления насосной станцией, содержащей работающие на общую маги— страль насосы, реле включения и от- 10 ключения приводных двигателей насосов, а также реле давления и расхода жидкости в магистрали, причем используются g вигатели с фазовым ротором, питаеьым от вентильных преобразователей j1) .
Однако это устройство характеризуется сложностью и высокой стоимостью.
Известно также устройство для ав- 20 томатического управления насосной станцией, содержащей работающие на общую магистраль насосы, на выходном трубопроводе которых установлены дросселирующие элементы с пускателя- 2S ми закрытия и закрытия, реле включения и отключения приводных двигателей насосов, а также реле давления и расхода жидкости в магистрали, соединенные с реле включения и отклю-3{) чения приводных двигателей насосов через штепсельные разъемы (2).
Недостатком этого устройства яв— ляется низкая надежность.
Цель изобретения — повышения надежности работы введением автоматических защит, автоматизацией режима заполнения сети, а также изменением структуры системы управления и ее основных датчиков.
Цель. достигается тем, что устройство дополййтельного содержит блок реле режимных защит, соединенный своими входами с реле давления, а выходом — с реле отключения приводных двигателей, и датчик максимальной загрузки насосного агрегата, соединенный с пускателем открытия дросселирующего элемента.
Кроме того, датчик максимальной загрузки выполнен в виде реле максимального тока, обмотка которого подключена к статорной цепи приводного двигателя, а пускатели открытия и закрытия дросселирукхцих элементов соединены с реле давления, при этом реле давления, связанное с пускателем открытия дросселирукщего элемента, соединено с реле включения приводных двигателей.
787721
На фиг. 1 приведена технологическая схема насосной станции с указанием основного оборудования и средств автоматизации, на фиг. 2 - электрическая схема автоматического управления насосной станцией.
Автоматическая насосная станция содержит связанные общей напорной магистралью 1 насосные агрегаты 2, 3 и 4 с дросселирующими элементами (задвижками) 5, 6 и 7, снабженными электродвигателем 8, 9 и 10, пускателями 11, 12 и 13 открытия, пускателями 14, 15 и 16 закрытия и датчиками 17, 18 и 19 положения, контакты 17-1,18-1,19-1 которых, разомкну- тые при полностью закрытой задвижке и замкнутые во всех других ее положениях, включены в систему управления, электродвигатели 20, 21 и 22 насосных агрегатов, датчики 23, 24 и 25 максимальной загрузки агрегатов (показан вариант реле максимального тока, подключенного к трансформатору тока в цепи статора электродвигателя), контакты 23-1, 24-1, 25-1 которых, размыкающиеся при превышении ЯЯ заданной нагрузки, включены в систему управления, блоки (шкафы.) 26, 27 и 28 управления насосных агрегатов и реле 29, 30 и 31 давления, которые через шкаф 32 автоматики управ- у) ляют работай насосной станции, причем контакты 29-1 и 29-2 реле 29 давления замыкаются в случае, когда давление
6 в общей напорной магистрали (коллектора ) 1 превышает верхнее з н аче ние выбранного рабочего диапазона давлений H в (при Н H ) . Контакты 30-1, 30-3, 30-4, 30-5 замыкаются, а контакт 30-2 размыкается в случае, когда Н меньше нижнего значения выбранного рабочего диапазона давлений Н, . 40 (при Н H ) . .Контакты 31-1 и 31-2 реле 31 давления замыкается в случае, когда Н меньше давления Н, выбран- . ного для включения в работу первого основного насоса, Но< Н„а Нв . Кон- Я такты 33 i, 34-1, 35-1 (фиг. 2) реле
33, 34 и 35 времени соединены с обмотками реле 36, 37 и 38 включения (отключения) которые через блоки 26, 27 и 28 управления включают и отключа-у ют насосные агрегаты, одновременно определяя состояние реле 39 основного режима, а контакты реле 40 времени.(блока режимных защит) связаны с реле 41 блокировки отключения и реле 42 аварийного отключения.
Автоматическая насосная станция работает следующим образом.
При ервом включении в работу (подано напряжение, снят запрет) давление в коллекторе 1 Н<Но поэтому 60 контакты 30-1 и 31-1 реле 30 и 31 давления замкнуты и реле 33, 34 и
35 начнут отсчет времени . (Уставки этих реле выбираются при наладке и — С г г т uacn— А5 соь, примем, что уставки времени возрастают в очередности 33, 34, 35...) .
Реле 33 времени закончит отсчет времени раньше других и контактом 33-1 включит реле 36. Последнее контактом 36-3 включит блок 26 управления, который подаст напряжение электродвигателю 20 насосного агрегата 2, а контактом 36-4 включит пускатель 11 открытия дросселирующего элемента 5 этого насоса. Задвижка 5 будет открываться до тех пор, пока замкнут контакт 23-1 датчика максимальной загрузки 23. Напорная сеть заполняется водой. Если заполнение разрешено несколькими насосными агрегатами (цепи запрета не показаны), по окончании отсчета времени контакты
34 -1 и 35-1 через реле 37 и 38 включают в режим заполнения сети разрешенное число насосов.
Сеть заполняется водой, давление в коллекторе 1 возрастает, при этом загрузка агрегатов уменьшается. Дат чики 23, 24 и 25 дополнительно открывают задвижки работающих насосов до максимального нагружения агрегатов, что обеспечивает быстрый ввод оросительной системы в работу. При Н ТН н переключатся контакты реле 30 давления, причем контакт 30-2 включит реле основного режима, переключающее насосную станцию из пускового режима работы в основной . В основном режиме работы автоматика подг,-.:рживает давление в заданном диапазоне, управляя всем оборудованием станции контактами реле 29 и 30 давления. Пусть водопотребление относительно невелико и работает один насосный агрегат 2.
При подключении какой-то дождевальной машины давление уменьшится до Н < Нн, и реле 30 давления переключит свои контакты, включая реле 33, 34 и 35 времени и пускатель 11 открытия задвижки 5. Задвижка открывается, повышая давление в сети. Если давление повысится до Н ) Ни, то задвижка становится в новом положении, а отсчет времени реле 33, 34 и 35 будет прекращен.Если же давление не нормализуется, та реле 34 закончит отсчет времени и контактом 34-1 включит реле 37, которое контактом 37-3 вклю.чит блок 27 управления, подакщий йитание приводному двигателю 21 насоса 3, а контактом 37-4 включит пускатель 12 открытия задвижки 6. Последняя будет открываться до тех пор, пока давление не увеличится до Н 7 Н .
Теперь работают два агрегата, причем задвижка 5 насоса 2 полностью открыта, а задвижкой 6 насоса 3 давление воды в коллекторе 1 поддерживается в заданном диапазоне.При подключении какой-то дополнительной дождевальной машины давление уменьшится до НсНн, и контакт 30-1 включит реле
33. 34 и 35 времени а контакт 30-5
787721
Защита от частых включений основного насоса при превышении утечками допускаемой величины работает после каждого отключения последнего из работающих насосов. Отключаясь, реле
39 основного режима контактом 39-4 включает реле 40 времени, а контактом 39-5 подготавливает схему реле
41 блокировки отключения . Реле 40 выполняет отсчет заданного времени .
Если утечки воды из напорной системы не превышают допускаемых, замыкающийся контакт 40-1 включит реле
41, которое через 41-2 переходит на самопитание, контактом 41-1 отключает реле 40, а контактом 41-3 исключает срабатывание реле 42 при замыкании 30-4. Если же утечки превышают допускаемые, давление в коллекторе 1 уменьшится до Н < Ни раньше, чем закончится отсчет времени контактом 40 -1 . Контакт 41-3 включения реле 41 замкнут, поэтому после замыкания контакта 30-4 реле 42 аварийного отключения получит питание, эаблокируется через 42-2, а контактом
42-1 исключит включение основных насосоа.
Защита насосной станции от многих пбвреждений. (невозможность поддержать установленный режим) функционирует в основном режиме насосной станции, когда замкнут контакт 39-3 в цепи реле 40 времени.При каждом выходе да- вления за пределы установленного диапазона замыкается контакт 30-3 или
29-1,включая реле 40 времени. Если оборудование исправно и насосная станция че перегружена, манипуляция задвижЬ будет открывать задвижку 6 . Если работающие наcîoñ û у ж е е з3а г р у ж еeнHы, Н (Н н сохранится и после полного открывания задвижки б, поэтому реле 35 закончит отсчет времени и включит третий агрегат .
При подключении новых дождевальных машин контакт 30-5 включает пускатель
13 открытия, и задвижка 7 открывается дополнительно, повышая давление в сети. (Очередные агрегаты включаются аналогично) .
При отключении дождевальных машин давление увеличивается до Н ъ Н, когда реле 29 давления замыкает контакт 29 — 2. При этом включается пускатель 16 закрытия задвижки 7 и прикрывает последнюю до тех пор, пока давлени". не уменьшится до заданного .
При отключении какой-то дождевальной машины задвижка 7 закроется полностью, размыкая контакт 19-1 и отклю- щ чая реле 38. При этом контакт 38-3 через блок 28 управления остановит насосный агрегат 4, контакт 38-4 исключит возможность включения пускателя 13 открытия задвижки 7 остановленного насоса 4. Контакт 38-5 создает воэможность включения пускателя 15 закрытия задвижки 6. Поэтому при очередном повьыении давления контакт 29-2 включит пускатель 15 закрытия задвижки б, уменьшая давление до 3О заданного. При отключении какой-то дождевальной машины задвижка б закроется полностью . При этом разом-кнется контакт 18-1, который через реле 37 останавливает насос 3. Если 35 давление Н Н при этом сохранится, контакт 29-2 остается замкнутым, поэтому задвижка 5 будет закрываться до тех пор, пока давление не уменьшится до заданного, когда контакт 4g
29-2 размыкается.
При отключении новых дождевальных машин, когда Н ) Нв контакт 29-2 включает пускатель 14 закрытия и закрывает задвижку 5 насоса 2.
При отключении последней дождевальной машины задвижка 5 закроется полностью, и контакт 17-1 датчика 17 положения этой задвижки отключит реле 36, останавливая насос 2, При этом отключается и реле 39 основного ре- 50 жима, и насосная станция переходит в дежурный режим, поддерживая давление в сети бустерным (вспомогательным) насосом (на чертеже не показан), причем давление H, при котором вклю-55 чается этот.. насос, выбирается в интервале Н(Н6(нм.
После отключения реле 39 его контакт 39-1 разомкнут, поэтому первый основной насос включится при давлении Н Н, когда подключается дождевальная машина с расходом, превышающим производительность бустерного насоса. При этом реле 33, 34 и 35 времени получат питание через контакты 55
30-1 и 31 1 реле давления,и через установленный интервал времени контакт 33-1 через реле 36 включит в работу насос 2, как описано выше.
При переходе насосной станции в основной режим, когда H ) Н„, включается реле 39, в работу вводится блок реле режимных защит насосной станции . При порыве магистрального трубопровода давление Н в коллекторе 1 быстро падает. Когда давление уменьшится до Н < Н, замыкается контакт
31-2 реле 31 давления и через замкнутый контакт 39-6 включает реле 42 аварийного отключения . Последнее контактом 42-2 создает цепь самопитания, контактами 42-3, 42-4 и 42-5 включает пускатели 14, 15 и 16 закрытия задвижек 5, б и 7 всех работающих насосов, а контактом 42-1 отключает реле 33, 34 и 35 времени. Когда задвижки 5, б и 7 работающих насосов закроются поЛностью, разомкнутся контакты 17-1, 18-1, 19-1... датчиков положения задвижек, отключая реле
36, 37 и 38 и все насосные агрегаты .
Насосная станция может быть введена в работу только ремонтным персоналом.
787721 мами и количеством работающих агрегатов, как показано выие, вернет давление в установленный диапазон, когда замкнувшийся контакт 30-3 или
29-1 разомкнется. возвращая реле 40 в исходное состояние. Если же какието элементы неисправны или насосная станция перегружена, тогда реле 40 будет продолжать отсчет времени до заьыкания контакта 40-2 в цепи реле
42 аварийного отключения . Последнее включится и остановит насосную станцию (после закрытия задвижек) как описано выме.
Формула изобретения
1. Устройство для автоматического управления насосной станцией, содержащей .работающие на общую магистраль насосы, на выходном трубопроводе которых установлены дросселирующие элементы с пускателями открытия и закрытия, реле включения и отключения приводных двигателей насосов, а также реле давления в магистрали, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, оно дополнительно содержит блок реле режимных защит, соединенный своими входами с реле давления, а выходом - с реле отключения приводных двигателей, и датчик максимальной загрузки насосного агрегата, связанный с пускателем открытия дросселирующе го элемента .
2. Устройство по п. 1, о т л и ч а-. ю щ е е с я тем, что датчик максимальной загрузки выполнен в виде реле максимального тока, обмотка которого подключена к статорной цепи приводного двигателя.
3. Устройство по rm . 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что пускатели открытия и закрытия дросселируюl5 щих элементов соединены с реле давления, при этом реле давления, связанное с пускателем открытия дросселирующего элемента, соединено с реле включения приводных двигателей .
Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР в 443201, кл . F 04 0 15/00, 12.03.73.
25 2. Временная инструкция по эксплуатации автоматизированных насосных станций наземного типа, ВСН, -Э-2-76., И., 1976 (прототип).
787721
Составитель A. Ильмер
Техред Н. Граб
Корректор С. Щомак
Редактор Ю. Петрушко
Заказ 8314/38
Тираж 725
ЭНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
11 035, Иосква, K-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное
Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
