Аппаратура управления погружным насосом Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

ектов являются лизинг оборудования и факторинг (рассрочка платежа).

Создание энергетических центров и мини-ТЭЦ на основе поршневых генера-

торных агрегатов Caterpillar в контейнерном исполнении является перспективным направлением энергетического строительства.

— Коротко об авторах ---------------------

Мирошкин В.Н., Хряпин С.А. - «СовКабельЭлектро».

-А

---------------------------------------- © Г.И. Бабокин, Е.Б. Колесников,

В.Н. Калитин, 2005

УДК 621.671

Г.И. Бабокин, Е.Б. Колесников, В.Н. Калитин

АППАРАТУРА УПРАВЛЕНИЯ ПОГРУЖНЫМ НАСОСОМ

Семинар № 17

Яаличие надежных средств водо-понижения в выработках шахт существенно сказываются на производительности работы шахт и угольных разрезов. Основными средствами водопониже-ния в настоящее время являются агрегаты, использующие погружные насосы.

Наблюдения за работой более 2000 погружных насосов, смонтированных на водопонизительных скважинах шахт Подмосковного угольного бассейна, показали, что средний срок службы погружного насоса составил около трех месяцев. Исследования показали, что основной причиной выхода из строя агрегата является перегорание статорных обмоток электродвигателя насоса из-за: ошибочных действий обслуживающего персонала в момент включения насоса; обрыва одной из фаз двига-

теля; некачественного ремонта и намотки статорных обмоток; некачествен-ного выполнения счалок статорных концов при монтаже насоса и механических причин.

В этих условиях очень важное значение имеет выбор и применение надежных средств защиты и контроля аварийных режимов работы погружных насосов в системах водопонижения. Учитывая существенный интерес к безопасной работе этих систем можно утверждать, что работы по совершенство-ванию средств защиты погружных насосов от аварийных режимов являются актуальными.

Проведенные исследования позволили сформулировать основные требования, предъявляемые к аппаратуре управления и средствам защиты.

Структурная схема аппаратуры управления погружным насосом

-380В

1. Наличие задержки времени при исполнении любых операций пуска и автоматического повторного включения (АПВ), позволяющие обеспечить селективность включения соседних насосов и избежание ошибок оператора при управлении агрегатом.

2. Ограничение пускового тока.

3. Обеспечение быстродействующего отключения при перегрузке и возникновении неполнофазного режима в системе питания насоса.

4. Обеспечение быстродействующего отключения при перекосе фазных напряжений сети.

5. Обеспечение контроля изоляции “фаза-земля” перед пуском насоса и запрещение включение насоса при снижении сопротивления изоляции ниже 30 кОм.

6. Схема аппаратуры

должна иметь средства запоминания срабатывания основных видов защит.

В настоящее время серийно выпускаются отечественные устройства управления погружными насосами, такие как “Каскад”, “Маяк” и др. Однако эти устройства в не полной мере удовлетворяют предъявляемым требова-ниям.

Новомосковским институтом РХТУ им. Д.И. Менделеева разработана аппаратура управления и защиты погружного насоса полностью удовлетво-ряющая выше изложенным требованиям.

На рисунке приведена структурная схема разработанной аппаратуры. Аппаратура состоит из: автоматического выключателя ОБ; контактора КМ, управляющего асинхронным двигателем АД насоса;

/

трехфазного симисторного ключа СМ, шунтирующего контактор КМ; датчика напряжения ДН и тока ДТ; блока контроля сети БКС; блока контроля нагрузки БКН; блока контроля изоляции БКН; микроконтроллера МК; кнопок “Пуск” 81 и “Стоп” 82.

БКС контролирует параметры напряжения сети и выдает сигнал аварии в случае обрыва фазы и превышения несиммет-рии или величины напряжения сети заданных пороговых значений. БКН по сигналу с ДТ определяет следующие аварийные режимы: перегрузку по току, обрыв фазы и “сухой” ход двигателя. БКИ контролирует величину сопротивления изоляции цепи питания двигателя и в случае снижения его ниже 30 кОм выдает сигнал на запрет пуска насоса. Все сигналы ава-

рий и сигналы от кнопок “Пуск” 81 и “Стоп” 82 поступают на микроконтроллер МК, где после их обработки вырабатываются сигналы управления контактором КМ и симисторным ключом СМ.

Устройство работает следующим образом. После нажатия кнопки “Пуск” 81 микроконтроллер МК опрашивает сигналы аварий, поступающие на его входы. В случае их отсутствия начинается отсчет выдержки времени на включение, необходимое для гарантированного схода воды со скважины. По окончании выдержки времени включается симисторный ключ СМ, который подает пониженное напряжение на двигатель путем задания фиксированного угла регулирования. Тем самым обеспечивается ограничение пускового тока двигателя. По истечении времени 3-5 с после спада тока включается пускатель КМ и отключается симисторный ключ СМ и насос работает в нормальном

режиме. Остановить двигатель можно нажатием кнопки “Стоп” 82.

При поступлении любого сигнала аварии с БКС МК отключает КМ и двигатель. Причем при восстановлении симметрии или величины напряжения сети происходит АПВ. Появление любого сигнала аварии с БКН также приводит к отключению двигателя. Сигналы аварий записываются в МК и индицируются БИ.

Таким образом, разработанная аппаратура управления и защиты погружного насоса охватывает все возможные аварийные ситуации и обеспе-чивает повышение надежности работы погружного насоса в 1,5-2,0 раза, сокращение межремонтных периодов эксплуатации в два раза и увеличение подачи воды одной установкой на 20-40 %. Применение микроконтроллера упрощает построение системы диспетчеризации при управлении группой насосных установок.

— Коротко об авторах --------------------------------------------------------------------

Бабокин Г.И. - профессор, доктор технических наук, заведующий кафедрой, проректор по научной работе,

Колесников Е.Б. - доцент, кандидат технических наук,

Калитин В.Н. - доцент, кандидат технических наук,

кафедра “Электротехника”, Новомосковский институт РХТУ им. Д.И. Менделеева.