8.2 Автоматизация насосной станции при наличии трех насосов

Схема автоматизации насосной станции предусматривает возможность включения и отключения насосов как дежурным персоналом (режим местного управления − М), так и автоматически в зависимости от уровня воды в резервуаре. При этом обеспечиваются:

− защита электродвигателей насосов от перегрузок и коротких замыканий;

− автоматическое открытие и закрытие напорной задвижки;

− автоматическое отключение электродвигателя насоса при неисправности напорной задвижки, перегреве подшипников насосного агрегата, срыве давления за насосом;

− возможность изменения очередности включения насосов при изменении уровня воды в резервуаре;

− сигнализация о включении электродвигателя насоса, срыве давления за насосом, перегреве подшипников, неисправности напорной задвижки, открытии и закрытии напорной задвижки;

− бесперебойная подача напряжения на блоки контроля сопротивлений − датчики уровня воды в резервуаре.

В состав схемы автоматизации входят следующие элементы:

− автоматический выключатель 1QF1, установленный в силовой цепи электродвигателя насоса, для защиты электрической сети от перегрузки и коротких замыканий;

− тепловое реле 1КК1, установленное в силовой цепи электродвигателя насоса, для защиты электродвигателя от перегрузки;

− предохранитель 1FU1 в цепи 2 схемы управления для защиты схемы от коротких замыканий (далее по тексту под обозначением цепи понимается обозначение цепей в схеме управления);

− контактор 1КМ1 в цепи 2 для подключения электродвигателя насоса к электрической сети;

− реле 1К1 в цепи 3, определяющее очередность включения насосов в зависимости от уровня воды в резервуаре;

− реле 1КТ1 в цепи 11, обеспечивающее выдержку времени до 3 с при отключении электродвигателя насоса при срыве давления за насосом, перегреве подшипников или неисправности напорной задвижки;

− токовые реле 1КН1 в цепи 12, 1КН2 в цепи 13, 1КНЗ в цепи 14, сигнализирующие соответственно об отключении электродвигателя насоса вследствие срыва давления, перегрева подшипников или неисправности напорной задвижки;

− реле 1К2 в цепи 15, формирующее сигнал на отключение электродвигателя насоса;

− реле 1КЗ в цепи 17, формирующее сигнал на отключение электродвигателя насоса при неисправности напорной задвижки;

− реле 1К4 в цепи 18 для контроля наличия напряжения в схеме управления электродвигателем насоса;

− реле К5, Кб в цепях 20 и 21 для контроля наличия напряжения в схемах управления электродвигателями других насосных агрегатов;

− реле КО1 в цепи 22, КО2 в цепи 23, КОЗ в цепи 24 для включения электродвигателя насоса в зависимости от уровня воды в резервуаре;

− реле блоков контроля сопротивлений 1KSL в цепи 25, 2KSL в цепи 26, 3KSL в цепи 27, формирующие сигнал о достижении соответствующего (I. II или III) уровня воды в резервуаре;

− кнопки управления 1SB1 в цепи 2, 1SB2 в цепи 1 для отключения и включения электродвигателя насоса в режиме местного управления;

− сигнальная лампа 1HL1 в цепи 1, горение которой сигнализирует о включении насоса.

В схему управления электродвигателем насоса введены контакты аппаратуры из схемы управления электродвигателем задвижки:

− контакт реле 2К1 в цепи 16 (катушка реле 2К1 включена в цепь 2 схемы управления электродвигателем задвижки), замыкающийся после полного открытия задвижки;

− контакты 2KI, 2К2, 2КМ1, 2КМ2 в цепи 17 (катушки этих аппаратов включены соответственно в цепи 2, 6, 3, 5 схемы управления электродвигателем задвижки), замкнутое состояние которых после включения электродвигателя насоса обусловит его отключение вследствие неисправности задвижки (нормальное функционирование задвижки при включенном двигателе насоса соответствует хотя бы одному разомкнутому контакту 2К1, 2К2, 2КМ1, 2КМ2).

Схема автоматизации предусматривает возможность автоматического включения насоса при достижении как первого, так и второго, и третьего уровней воды в резервуаре, т.е. при наличии на насосной станции трех рабочих насосов их очередность включения может устанавливаться переключателем 1SA1, секции которого используются в цепях 2-4, 9-11 схемы управления электродвигателем насоса и в цепях 3-6 схемы управления электродвигателем задвижки. Переключатель 1SA1 имеет 3 фиксированных положения:

левое − режим автоматического управления − А,

среднее − режим местного управления − М ,

правое − режим ввода резерва − Вр.

В режиме местного управления пуск электродвигателя насоса осуществляется нажатием на кнопку 1SB2 в цепи 1. При этом по цепи: фаза сети, предохранитель 1FU1, замкнутая секция 1-2 переключателя 1SA1 в цепи 2, замкнутый контакт кнопки управления 1SB1, замкнутый при нажатии на кнопку, управления 1SB2 ее контакт в цепи 2, замкнутый контакт реле 1К2, замкнутый контакт теплового реле 1КК1, катушка контактора 1КМ1 , нулевой провод сети − подается напряжение на катушку 1КМ1, и контактор 1КМ1 срабатывает. Его контакты в силовой цепи замыкаются и подключают электродвигатель на­соса к электрической сети. Одновременно замыкается контакт 1КМ1 в цепи 2, что сохраняет цепь подачи напряжения на катушку 1КМ1 после размыкания контакта кнопки управления 1SB2 при прекращении нажатия на нее.

Отключение электродвигателя насоса от сети в режиме местного упраления осуществляется нажатием на кнопку 1SB1.

Во всех режимах (вне зависимости от уровня воды в резервуаре) авариное отключение электродвигателя насоса от сети произойдет при одном из следующих условий:

− отключении автоматического выключателя 1QF1 в силовой цепи вследствие короткого замыкания или перегрузки;

− перегорании предохранителя 1FU1 в цепи 2 схемы управления;

− размыкании контакта теплового реле 1КК1 в цепи 2 при перегрузке электродвигателя;

− размыкании контакта реле 1К2 в цепи 2, что обуславливается неисправностью напорной задвижки, или перегревом подшипников, или срывом давления за насосом.

В режиме ввода резерва переключатель 1SA1 находится в положении Вр

При этом в цепях 3, 10, II контакты 7-8, 9-10, 11-12 переключателя замкнуты, (все остальные секции в положении Вр разомкнуты).

Реле 1К1 в цепи 3 находится под напряжением, и его контакты замкнуты.

В схемах управления электродвигателями насосов 2 и 3 имеются аналогичные реле, позиционные обозначения которых 2К1 и ЗК1 соответственно.

В режиме Вр может находиться только один (любой) насос.

В частности, если в режиме Вр находится насос 2, то в схеме управления электродвигателем насоса I контакты реле 2К1 в цепи 5 будут замкнуты. Если же в режиме Вр находится насос 3, то в схеме управления электродвигателем насоса 1 замкнуты контакты реле ЗК1 в цепи 6.

В режиме Вр включение насоса 1 произойдет только после достижения уровня III воды в резервуаре, т.е. после замыкания контакта 3KSL в цепи 24, что обуславливает подачу напряжения на катушку реле КОЗ и замыкание контактов КОЗ в цепи 9.

Если при этом какой-либо из остальных насосов не включен (т.е. замкнут контакт 2КМ1 в цепи 9 или контакт ЗКМ1 в цепи 10), то по цепи: предохранитель 1FU1, секция 9-10 переключателя 1SA1, замкнутый контакт реле КОЗ , замкнутый контакт контактора 2КМ1 (или ЗКМ1) в цепи 9, замкнутые контакты реле 1К2 и 1КК1 в цепи 2 - на катушку контактора 1КМ1 подается напряжение и электродвигатель насоса 1 контактами 1КМ1 в силовой цепи подключается к электрической сети.

Очередность включения насоса 1 в автоматическом режиме зависит от того, какой из остальных насосов находится в режиме Вр. Если таковым является насос 3 (т.е. замкнут контакт ЗК1 в цепи 6 насоса 1, и насос 1 переключателем 1SA1 переведен в режим автоматического управления − А), то после достижения уровня I в резервуаре замкнется контакт реле блока контроля сопротивлений 1KSL в цепи 22, сработает реле КО1, контакт которого в цепи 6 замкнется. Последнее обусловит подачу напряжения на катушку контактора 1КМ1 по цепи: 1FL, секция 15-16 переключателя 1SA1, замкнутые контакты реле КО1 и ЗК1 в цепи 6, замкнутые контакты 1К2 и 1КК1 в цепи 2, катушка контактора 1КМ1 − т.е. включение электродвигателя насоса 1.

Если в режиме Вр находится насос 2, то при достижении уровня 1 в резервуаре (т.е. при замыкании контакта реле КО1 в цепи 6) включения насоса I не произойдет, т.к. контакт реле ЗК1 в цепи 6 разомкнут, и должен включиться насос 3. Однако, если вследствие неисправностей последнего не произойдет и контакт реле ЗК4 в цепи 8 останется замкнутым, то по цепи: предохранитель

1FU1, секция 15 − 16 переключателя 1SA1, замкнутый контакт реле KOI, 3K4, IK2, 1КК1 − на катушку контактора 1КМ1 будет подано напряжение и в ре­зультате включится насос 1. Описанная процедура соответствует аварийному включению насоса 1 при отказе насоса 3. Нормально (если в режиме Вр находится насос 2) после достижения уровня I в резервуаре включается насос 3, а после достижения уровня II − насос 1. При этом на катушку контактора 1 КМ 1 подается напряжение по цепи: предохранитель 1FU1, секция 15 − 16 переключателя 1SA1, замкнутый контакт реле КО2 в цепи 4, замкнутый контакт реле 2К1 в цепи 5, замкнутые контакты реле 1К2 и 1КК1 в цепи 2.

Если в режиме Вр находится насос 3 (т.е. замкнутый контакт реле ЗК1 в цепи 6), то после достижения уровня I в резервуаре включается насос 1 (на катушку контактора 1КМ1 подается напряжение по цепи: предохранитель 1FU1, секция 15-16 переключателя 1SA1, замкнутые контакты реле КО2 и ЗК1 в цепи

7 и 1К2, 1КК1 в цепи 2), а после достижения уровня II − включится насос 2.

Отключение насосов произойдет после достижения уровня воды в резервуаре, соответствующего уровню отключения насосов, что обусловит размыкание контактов 1KSL − 3KSL и, как следствие, размыкание контактов реле КО1 − КОЗ в цепях управления электродвигателями насосов, что приводит к исчезновению напряжения на катушке контактора 1КМ1, контакты которого в силовой цепи электродвигателя размыкаются и отключают его от электриче­ской сети.

Аварийное отключение электродвигателя насоса при неисправностях в насосном агрегате осуществляется при размыкании контакта реле 1К2 в цепи 2.

Последнее произойдет, если:

− при работающем насосе вследствие неисправности механизма задвижки по цепи 17 на катушку реле 1КЗ подается напряжение, что обусловит замыкание его контакта в цепи 14;

−срыве давления за насосом, т.е. при замыкании контакта ВР в цепи 12;

− перегреве подшипников, т.е. при замыкании контакта ВК в цепи 13.

В этих условиях на катушку реле времени 1КТ1 в цепи 11 подается напряжение и его контакт в цепи 15 замкнется с выдержкой времени 3 с, что обусловит подачу напряжения на катушку реле 1К2 в цепи 15 и, следовательно, отключение электродвигателя насоса от электрической сети.

Цепи 18 − 21 и имеющаяся в них аппаратура предназначены для обеспечения бесперебойной подачи напряжения на реле блоков контроля сопротивлений 1KSL− 3KSL.

Реле 1К4 контролирует наличие напряжения в цепях управления электродвигателем насоса. На цепи 22 − 27 может подаваться напряжение из схем управления любого из насосов. Если в схеме управления электродвигателем нассса 2 имеется напряжение, то на реле Кб в цепи 21 подается напряжение и его контакт в цепи 19 разомкнут. Аналогично, наличие напряжения в цепях управления электродвигателем насоса 3 обусловит размыкание контактов реле К5 в цепях 19 и 21. В этом случае подача напряжения на цепи 22 − 27 осуществляется из схемы насоса 3 по цепи 20.

При исчезновении напряжения в схеме управления электродвигателем на­соса 3 цепи 22 − 27 подключаются по цепи 21 к схеме управления электродвига­телем насоса 2. И только при исчезновении напряжения в цепях управления электродвигателями насосов 2 и 3 на цепи 22 − 27 напряжение подается от цепей насоса 1.