Спосіб керування електродвигунами насосних агрегатів станції водопостачання

Реферат: Спосіб керування електродвигунами насосних агрегатів станції водопостачання включає вимірювання напору води на виході основного насоса. Порівнюють вимірюваний напір із заданим значенням та мінімізують відхилення вимірюваного напору від заданого значення. При зменшенні поточного значення напору на виході одночасно комутують двигун основного насоса безпосередньо до електричної мережі. Встановлюють рівень напруги перетворювача частоти необхідний для стабілізації напору на заданому рівні. При збільшенні поточного значення напору на виході вихід перетворювача частоти комутують з двигуном основного насосного агрегату. Встановлюють рівень частоти напруги потрібний для нормалізації напору води. UA 74429 U (12) UA 74429 U UA 74429 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі водопостачання, зокрема, до систем управління насосними станціями. Відоме технічне рішення [Спосіб керування робочою системи водопостачання, патент RU 2284394, МПК Е03В, H04D, Тихонов А.Г., Озеров М.Ю., Гареев Р.А. 27.09.2006 p.], що полягає у вимірюванні напору та витрати води на виході насоса, розрахунку гідравлічного опору як співвідношення вимірюваних величин, причому при збільшенні чи зменшенні гідравлічного опору (за добовий інтервал часу) на задану величину відповідно збільшують або зменшують тиск (напір) на виході насоса до тих пір, поки швидкість зміни витрати води па виході насоса не зменшиться до заданої величини. Суттєва ознака, що збігаються з корисною моделлю, що заявляється: вимірювання напору води на виході насосу. Недоліком даного технічного рішення є дискретність вимірів параметрів системи (витрати, напору) раз на добу, що призводить до тривалого нерегульованого режиму роботи насосних агрегатів між моментами вимірів. Відоме технічне рішення [Спосіб управління електродвигуном насосу водопостачання, патенту RU 2346114, МПК Е03В 11/16, Ремезов А.Н, Сорокін А.В., Кочанов ЮЛ., 10.02.2009 p.], полягає в тому, що вимірюють і мінімізують відхилення вимірюваного напору від заданого значення шляхом впливу на частоту обертання електродвигуна насоса, визначають витрату води і формують задане значення напору у вигляді суми мінімального натиску і змінної складової, що знаходиться в прямій залежності від вимірюваної витрати води. Суттєві ознаки, що збігаються з корисною моделлю, що заявляється, є вимірювання і мінімізація відхилення вимірюваного напору на виході насосного агрегату; використання перетворювача частоти. Недоліком даного технічного рішення є необхідність розрахунку максимальної та мінімальної величини витрат і напору, що може спричиняти складність або неможливість виконання розрахунків при невідомих значеннях гідротранспортної системи та при нестаціонарних режимах споживання. Найбільш близьким до запропонованого технічного рішення є [Автоматизована система керування насосною станцією міської системи водопостачання, патент UA 26658, МПК F04D 15/00, Е03В 5/00, Грицак С.В., Агафонцев К.С., 25.09.2007 p.], полягає в тому, що в автоматизованій системі керування насосної станції перетворювач частоти керує продуктивністю основного насосного агрегату, підтримуючи тиск води у вихідному колекторі, при досягненні максимальної продуктивності основного насосного агрегату сигнал зворотного зв'язку датчика тиску поступає на перетворювач частоти, який передає сигнал па систему управління для виконання плавного пуску резервного насосного агрегату. Суттєві ознаки, що збігаються з корисною моделлю, що заявляється: основний та резервний насос, в яких вимірюється вихідний напір води, шафа керування, яка містить перетворювач частоти. Дане технічне рішення вибрано як найближчий аналог. Недоліком відомого технічного рішення є використання двох перетворюючих пристроїв пристрою плавного пуску та перетворювача частоти, що призводить до збільшення встановленої потужності устаткування, та ускладнення схеми. В основу корисної моделі поставлено задачу підтримання заданого значення напору у випадку зменшення поточного значення напору на виході та максимальній продуктивності основного насосу, шляхом одночасної комутації двигуна основного насосу безпосередньо до електричної мережі та комутації виходу перетворювача частоти до двигуна резервного насосу з встановленням рівня напруги перетворювача частоти для забезпечення стабілізації напору на заданому рівні за умов використання одного перетворюючого пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що вимірюється напір води на виході і порівнюється із заданим значенням та мінімізується відхилення вимірюваного напору від заданого шляхом впливу на частоту обертання електродвигуна насосу, згідно з корисною моделлю, у випадку зменшення поточного значення напору на виході та максимальній продуктивності основного насосу зменшують вихідні параметри перетворювача частоти, одночасно комутують двигун основного насосу безпосередньо до електричної мережі, вихід перетворювача частоти комутують з двигуном резервного насоса, встановлюють рівень частоти напруги перетворювача частоти необхідний для стабілізації напору на заданому рівні, при досягненні збільшення поточного значення напору на виході зменшують вихідні параметри перетворювача частоти та одночасно комутують його вихід з двигуном основного насосу, встановлюють рівень частоти напруги перетворювача частоти, що необхідний для стабілізації напору на заданому рівні. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому представлена блок-схема насосної станції, на якій прийняті позначення: 1 - насосна станція водопостачання; 2 - основний насос; 3 1 UA 74429 U 5 10 15 20 25 30 35 40 резервний насос; 4 - вихідний колектор; 5 - манометричний датчик; 6 - лінія електроживлення насосних агрегатів; 7 - вихідна засувка основного насосу; 8 - вихідна засувка резервного насосу; 9 - вхідна засувка основного насосного агрегату; 10 - вхідна засувка резервного насосного агрегату; 11 - сигнал зворотного зв'язку; 12 - шафа управління; 13 - блок комутації електричних кіл; 14 - перетворювач частоти; 15 - мережа електропостачання; 16 - блок завдання величини напору; 17 - блок системи управління. Пропонований спосіб реалізується в наступній послідовності. Перетворювач частоти 14 підключений блоком комутації електричних кіл 13 до основного насосу 2 здійснює управління продуктивності основного насосного агрегату, підтримуючи тиск води у вихідному колекторі 4. Як сигнал зворотного зв'язку 11 використовують уніфікований сигнал манометричного датчика 5, встановленого на вихідному колекторі 4. Сигнал зворотного зв'язку 11 подають на блок системи управління 17, який формує сигнал на перетворювач частоти 14, за цих умов здійснюється нормалізація та підтримання сталого заданого значення напору води. При зменшенні поточного значення напору на виході та досягненні максимальної продуктивності основного насосу 2 (максимальна частота обертання робочого колеса насосного агрегату) перетворювач частоти 14 різко зменшує частоту напруги живлення, одночасно блок системи управління 17 формує та подає сигнал на блок комутації електричних кіл 13, двигун основного насосу 2 комутується безпосередньо до мережі електропостачання 15, вихід перетворювача частоти 14 комутують з двигуном резервного насосу 3, резервний насос 3 починає плавний пуск і у відповідності до сигналу блока системи управління 17 відпрацьовує встановлене значення блока завдання величини напору 16. За необхідності зменшення величини напору частота напруги живлення резервного насосу 3, під впливом перетворювача частоти 14 поступово знижується. При збільшенні вимірюваної величини напору блок системи управління 17 формує сигнал управління па блок комутації електричних кіл 13, після чого вихід перетворювача частоти 14 комутується з двигуном основного насосного агрегату 2, резервний насос 3 виводиться з роботи. У відповідності до заданого значення блока завдання величини напору 16 відпрацьовується сигнал основним насосним агрегатом 2. Таким чином, при вимірюванні напору води на виході основного насосу та порівнянні його із заданим значенням напору, у випадку його значного зниження на виході та при досягненні максимальної продуктивності основного насосу, вмикається резервний насос з одночасною перекомутацією системи живлення насосних агрегатів, в результаті чого основний насос живиться безпосередньо від мережі електропостачання, а вихід перетворювача частоти комутується з двигуном резервного насоса, встановлюється рівень частоти напруги перетворювача частоти необхідний для стабілізації напору на заданому рівні. При досягненні збільшення поточного значення напору зменшують вихідні параметри перетворювача частоти та комутують його вихід з двигуном основного насосного агрегату, встановлюють рівень частоти напруги перетворювача частоти для підтримання заданої величини напору, що задасться блоком завдання величини напору, резервний насос виводиться з роботи. Спосіб керування електродвигунами насосних агрегатів дозволяє стабілізувати напір на заданому рівні, нормалізувати та підтримувати стале значення напору води з використанням одного перетворюючого пристрою. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 Спосіб керування електродвигунами насосних агрегатів станції водопостачання, який полягає у вимірюванні напору води на виході основного насоса та порівнянні вимірюваного напору із заданим значенням та мінімізації відхилень вимірюваного напору від заданого значення шляхом впливу на частоту обертання електродвигуна насоса, який відрізняється тим, що при зменшенні поточного значення напору на виході та максимальній продуктивності основного насоса зменшують вихідні параметри перетворювача частоти, одночасно комутують двигун основного насоса безпосередньо до електричної мережі, вихід перетворювача частоти комутують з двигуном резервного насоса, встановлюють рівень напруги перетворювача частоти необхідний для стабілізації напору на заданому рівні, при збільшенні поточного значення напору на виході зменшують вихідні параметри перетворювача частоти, вихід якого комутують з двигуном основного насосного агрегату, встановлюють рівень частоти напруги потрібний для нормалізації напору води. 2 UA 74429 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3