Пристрій для автоматичного керування та регулювання електронасосом в артезіанській свердловині

Реферат: Пристрій для автоматичного керування та регулювання електронасосом в артезіанській свердловині, що містить розміщені у окремій шафі автоматичний вимикач, який підключений до трифазної електричної мережі, та магнітний пускач, який за допомогою струмопровідної шини зв'язаний з електродвигуном електронасоса, крім того шафа закрита, де встановлений спеціаналізуючий обчислювальний пристрій, який зв'язаний з магнітним пускачем через сигнальний індикатор "Мережа", на струмопровідній шині встановлений датчик струму утікання, який з датчиками визначення струму фаз електродвигуна, що встановлені на силових шинах автоматичного вимикача, зв'язані з відповідними клемами загального вхідного клемника, яким оснащений спеціаналізуючий обчислювальний пристрій, де клеми клемника, такі як контакти захисту, контакти для вмикання і відключення захисту електродвигуна та контакти сигналізації, з'єднані з сигнальними індикаторами "Робота" і "Захист", а кнопки "Пуск 1" та "Стоп 1" мають однакове значення з "Пуском" і кнопкою "Стоп". UA 75797 U (12) UA 75797 U UA 75797 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі керування та захисту електродвигуна електронасосних агрегатів, які призначені для відкачування підземної води в артезіанській свердловині з автоматичним (або дистаційним) вмиканням та відключенням електродвигуна трифазної напруги до 380 В з номінальною потужністю, наприклад 110 кВт. Відома система пуску та регулювання електронасосних агрегатів (див. патент Російської Федерації на корисну модель № 111592, F04D15/00, опубл. 20.12.2011) містить головні комутаційні апарати, які приєднані до електромережі, та основні електронасосні агрегаті з привідним електродвигуном, які з'єднані з робочими комутаційними апаратами; у систему введені регулювальний логічний контролер і регулюючі агрегати з привідним електродвигуном, які з'єднані з датчиками технічного параметра та шафами з КіПіА, що однак можливо помилково вибрати необхідний агрегат. Недолік аналога полягає у тому, що складна система керування не може правильно забезпечити необхідну величину технічних параметрів. Відомий пристрій для автоматичного керування електронасосним агрегатом (див. патент Російської Федерації № 2447236, кл. F04D15/00, опубл. 10.04.2012) містить автоматичний вимикач, який підключений до трифазної електромережі та може подавати напругу на силові контакти магнітного пускача, який зв'язаний з електродвигуном електронасоса; реле захисту підключене до першого підсилювача, а знижувальний трансформатор підключений до автоматичного вимикача; у пристрій додатково введений другий підсилювач та електромагнітне реле керування. Недоліком аналога може бути те, що робота датчиків погодження сигналів, які зв'язані з датчиками рівнів води та датчиком "сухого ходу", не повсякчас може мати збіг з підключеними тригерами і підсилювачами. Відомий пристрій для автоматичного керування електродвигуном електронасоса (див. патент Російської Федерації № 2419730, кл. F04D15/02, опубл. 27.05.2011) містить розміщені як звичайно у окремій шафі автоматичний вимикач, який підключений до трифазної електричної мережі, та магнітний пускач, який за допомогою струмопровідної шини зв'язаний з електродвигуном електронасоса; контакти реле постійного струму та реле часу мають безпосередньо електричний зв'язок з контактами датчиків верхнього та нижнього рівнів води у резервуарі, причому, коли контакт нижнього рівня води розімкнутий, контакти реле постійного струму повертаються у початкове положення і електронасос вмикається для підйому води в артезіанській свердловині. Дану електричну схему приймаємо за найближчий аналог. Недоліками аналога є те, що замикаючі контакти реле часу не повсякчас можуть правильно регулювати на розмикання контакту нижнього рівня води, індикація якого відсутня, що може приводити до аварійного режиму та спрацювання електронасоса без контакту "сухого ходу". В основу корисної моделі поставлена задача здійснення автоматичного керування електродвигуном електронасоса в артезіанській свердловині з реалізацією функцій захисту та контролю роботи електродвигуна насоса. Вирішення поставленої задачі може забезпечити пристрій для автоматичного керування та регулювання електронасосом в артезіанській свердловині, що містить розміщені як звичайно у окремій шафі автоматичний вимикач, який підключений до трифазної електричної мережі, та магнітний пускач, який за допомогою струмопровідної шини зв'язаний з електронасосом, за рахунок того, що шафа закрита, всередині якої встановлений спеціаналізуючий обчислювальний пристрій, який зв'язаний з магнітним пускачем через сигнальний індикатор "Мережа", на струмопровідній шині встановлений датчик струму утікання, який з датчиками визначення струму фаз електродвигуна, що встановлені на силових шинах автоматичного вимикача, зв'язані з відповідними клемами загального вхідного клемника, яким оснащений спеціаналізуючий обчислювальний пристрій, де клеми клемника, такі як контакти захисту, контакти для вмикання і відключення захисту електродвигуна та контакти сигналізації, з'єднані з сигнальними індикаторами "Робота" і "Захист", а кнопки "Пуск 1" та "Стоп 1" мають однакове значення з "Пуском" і кнопкою "Стоп". Для налагоджування режиму роботи, у закритій шафі встановлений додатковий клемник, клеми якого зв'язані з електродними датчиками для визначення рівнів води у резервуарі та електродним датчиком "сухого ходу" в артезіанській свердловині. Для використання другого типу сигналізації, клеми додаткового клемника зв'язані з сухими контактами електроконтактного манометра типу ЕКМ для приймання сигналів від електродних датчиків для визначення рівнів води у резервуарі. Технічний результат, який досягається корисною моделлю: 1 UA 75797 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 - у заявленому пристрої реалізовані основні функції роботи електродвигуна електронасоса, це такі: захист електродвигуна від неприпустимої асиметрії напруги електромережі, включаючи обрив фаз; захист електродвигуна від струмів перевантаження хоча б у одній із трьох фаз; захист електродвигуна від струменевого недовантаження (холостий хід, "сухий хід" та інше); відключення електродвигуна при появі струму витікання із кабелю або електродвигуна на землю - це з'являється у випадку порушення ізоляції відключення електродвигуна при коротких замиканнях (фазних або міжфазних) у підвідному реле або електродвигуні; і заборона вмикання електродвигуна при порушеннях ізоляції електродвигуна і струмопровідної шини; заборона на повторне вмикання електродвигуна після спрацьовування захисту до знімання блокування захисту; індикація електроживлення на шафі або на дисплеї, спрацьовування захисту та роботи електродвигуна на дверцях шафи; індикація робочого струму електродвигуна, коду захисту та інших параметрів на дисплеї; грозозахист шафи пристрою, електродвигуна, струмопровідних та і силових шин; і; - у заявленому пристрої реалізовані додаткові функції роботи електродвигуна електронасоса, це такі: керування рівнів або тиском рідини при подачі рідини; захист електродвигуна електронасоса від зниження рівня рідини (води) нижче припустимого (захист від "сухого ходу" по сигналу датчика "сухого ходу"); налагоджування режимів роботи заявленим пристроєм та типу використовуваних датчиків (електродних датчиків рівнів води або електроконтактних манометрів тиску типу ЕКМ); - заявлений пристрій не має впливу температури від -30 °C до +50 °C. Заявлений пристрій для автоматичного керування та регулювання електронасосом в артезіанській свердловині пояснюється технічним описом та кресленнями, де: Фіг. 1 - загальна електрична схема з'єднання у заявленому пристрою для автоматичного керування та регулювання електронасосом в артезіанській свердловині, Фіг. 2, Фіг. 3 - загальна електрична схема підключення електродних датчиків рівнів води до додаткового клемника, який встановлений у шафі заявленого пристрою, Фіг. 4 - загальна електрична схема реле тиску, Фіг. 5 - загальний вигляд електродних датчиків нижнього та верхнього рівнів води, які закріплені до збірної штанги, Фіг. 6 - загальний вигляд розміщення датчика "сухий хід" всередині артезіанської свердловини. Корисна модель - Пристрій для автоматичного керування та регулювання електронасосом в артезіанській свердловині призначений для керування та захисту електронасосного агрегату 1, який оснащений електродвигуном (не показаний) трифазної напруги до 380 В з номінальною потужністю, наприклад 110 кВт, де режим роботи автоматичний - електродвигун електронасоса 1 вмикається автоматично при подачі електроживлення або вмикається/ відмикається дистанційно від контакту зовнішнього сигналу (див. Фіг. 1, Фіг. 2, Фіг. 3). Пристрій для автоматичного керування та регулювання електронасосом 1 в артезіанській свердловині 2 містить розміщені як звичайно у окремій закритій шафі 3 автоматичний вимикач 4, який підключений до трифазної електричної мережі 380 В, та магнітний пускач 5, який за допомогою струмопровідної шини 6 зв'язаний з електронасосом 1 (див. Фіг. 1, Фіг. 2, Фіг. 3). Всередині закритої шафи 3 встановлений спеціаналізуючий обчислювальний пристрій 7, який зв'язаний з магнітним пускачем 5 через сигнальний індикатор 8 "Мережа"; на струмопровідній шині 6 встановлений датчик 9 струму витікання, який з датчиками 10 визначення струму фаз електродвигуна електронасоса 1, що встановлені на силових шинах 11 автоматичного вимикача 4, зв'язані з відповідними клемами 12 і 13 загального вхідного клемника 14, яким оснащений спеціаналізуючий обчислювальний пристрій 7, де клеми 15, 16, 17 клемника 14, такі як контакти захисту, контакти для вмикання і відключення захисту електродвигуна та контакти сигналізації, з'єднані з сигнальними індикаторами 18 і 19 "Робота" і "Захист", а кнопки 20 і 21 "Пуск 1" та "Стоп 1" мають однакове значення з кнопкою 22 "Пуском" і кнопкою 23 "Стоп" (див. Фіг. 1). Сигнальний індикатор 8 "Мережа" засвічується при вмиканні автоматичного вимикача 4 та сигнальний індикатор 18 "Робота" засвічується при вмиканні електродвигуна електронасоса 1, а сигнальний індикатор 19 "Захист" засвічується при спрацьовуванні будь-якого виду захисту, при цьому може замикатися контакт реле 24 захисту (див. Фіг. 1, Фіг. 2, Фіг. 3). 2 UA 75797 U 5 10 15 20 25 Для налагоджування режиму роботи у закритій шафі 3 встановлений додатковий клемник 25, клеми якого зв'язані з електродними датчиками 26 і 27 для визначення рівнів води у резервуарі 28 та електродним датчиком 29 "сухого ходу" в артезіанській свердловині 2 (див. Фіг. 2, Фіг. 3). Для використання другого типу сигналізації, клеми додаткового клемника 25 зв'язані з сухими контактами електроконтактного манометра 30 тиску типу ЕКМ для приймання сигналів від електродних: датчиків 26 і 27 для визначення рівнів води у резервуарі 28; однак 2 електроконтактний манометр 30 зв'язаний з реле 31 тиску з діапазоном тиску від 0 до 6 кг/см (див. Фіг. 2, Фіг. 3, Фіг. 4, Фіг. 5). На одній із трьох фаз електромережі встановлений обмежувач 32 імпульсів напруги U до рівня 2000 В (див. Фіг. 1). Дистанційне знімання блокування захисту здійснюється натискуванням кнопки "СКИД" (не показана) при натискуванні кнопки "ПАРАМ" (не показана), які знаходяться всередині коробки спеціаналізуючого обчислювального пристрою 7, де встановлений сигналізуючий дисплей 33 для перегляду параметрів, які коректуються та регулюються до заданого значення; загальний клемник 14 спеціаналізуючого обчислювального пристрою 7 має перетворювач напруги 34, а додатковий клемник 25 зв'язаний з клемою 35 грозозахисту (заземлення), причому датчики 26 і 27 у резервуарі 28 жорстко закріплені на збірних штангах 36, які встановлені на вертикальній планці 37 (див. Фіг. 1, Фіг. 2, Фіг. 3, Фіг. 5, Фіг. 6). Заявлений пристрій для автоматичного керування та регулювання електронасосом 1 в артезіанській свердловині 2 надійний в роботі та простий у технічному обслуговуванні, що може забезпечувати керування, захист та контроль за роботою електродвигуна електронасоса 1, який 3 у кожний рік може надавати до 65,9 тис. м води із артезіанської свердловини, а витрата електроенергії при такому водозаборі складає 179 288 кВт/год. Джерела інформації: 1. Патент Російської Федерації на корисну модель № 111592, F04D15/00, опубл. 20.12.2011. 2. Патент Російської Федерації № 2447236, кл. F04D15/00, опубл. 10.04.2012. 3. Патент Російської Федерації № 2419730, кл., Р04D15/02, опубл. 27.05.2011 (найближчий аналог). 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 50 1. Пристрій для автоматичного керування та регулювання електронасосом в артезіанській свердловині, що містить розміщені у окремій шафі автоматичний вимикач, який підключений до трифазної електричної мережі, та магнітний пускач, який за допомогою струмопровідної шини зв'язаний з електродвигуном електронасоса, який відрізняється тим, що шафа закрита, де встановлений спеціаналізуючий обчислювальний пристрій, який зв'язаний з магнітним пускачем через сигнальний індикатор "Мережа", на струмопровідній шині встановлений датчик струму утікання, який з датчиками визначення струму фаз електродвигуна, що встановлені на силових шинах автоматичного вимикача, зв'язані з відповідними клемами загального вхідного клемника, яким оснащений спеціаналізуючий обчислювальний пристрій, де клеми клемника, такі як контакти захисту, контакти для вмикання і відключення захисту електродвигуна та контакти сигналізації, з'єднані з сигнальними індикаторами "Робота" і "Захист", а кнопки "Пуск 1" та "Стоп 1" мають однакове значення з "Пуском" і кнопкою "Стоп". 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що у закритій шафі встановлений додатковий клемник, клеми якого зв'язані з електродними датчиками для визначення рівнів води у резервуарі та електродним датчиком "сухого ходу" в артезіанській свердловині. 3. Пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що клеми додаткового клемника зв'язані з сухими контактами електроконтактного манометра типу ЕКМ для приймання сигналів від електродних датчиків для визначення рівнів води у резервуарі. 3 UA 75797 U 4 UA 75797 U Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 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 5