SU1504714A1 - Система автоматического управлени и защиты погружного электродвигател скважинного насоса - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  использовани  в системах водоснабжени  на базе артезианских скважин. Цель изобретени  - повышение надежности, срока службы погружного насоса и снижение эксплуатационных затрат. Работа системы может осуществл тьс  при установке переключател  5 режима управлени  в положени  "Дистанционное" или "Автоматическое". При снижении уровн  воды замыкаетс  контакт 15. Через замкнутые контакты 11 и 33 включаетс  реле 12 времени. Через контакт 13 этого реле включаетс  магнитный пускатель 3, который замыкает силовые контакты 4 и включает электродвигатель 1 скважинного насоса. Одновременно запитываетс  трехфазный выпр митель 16 и подаетс  питание на управл ющие электроды тиристоров 17, 25, 26. При правильном подключении фаз 1, П, Ш сети к электродвигателю, обеспечивающем заданное направление вращени , последовательно включаютс  тиристоры 26, 25, 17, запитываетс  обмотка реле 10 защиты, которое срабатывает, размыкает контакт 11 в цепи питани  реле 12 времени и замыкает контакт 35, запитывающий лампу 36, сигнализирующую о включении насоса. При нормальном включении насоса на его нагнетательной стороне по вл етс  давление воды, размыкаетс  контакт 33, реле 12 времени выключаетс , контакт 14 размыкаетс , реле 10 защиты остаетс  в сработанном состо нии, получа  питание через резистор 18, который уменьшает гистерезис напр жений срабатывани  и отпускани  реле 10 и повышает его чувствительность к снижению напр жени  питани  и обрыву фазы. При повышении уровн  воды размыкаетс  контакт 15, затем размыкаетс  контакт 34, магнитный пускатель 3 выключаетс , электродвигатель 1 контактами 4 отключаетс  от сети. Дальнейша  работа системы осуществл етс  как описано выше. При неправильном подключении фаз 1, П, Ш к электродвигателю или при обрыве фазы тиристоры 17, 25, 26 не могут включитьс  в заданной последовательности, реле 10 защиты остаетс  в исходном состо нии, электродвигатель 1 отключаетс  от сети, при этом загораетс  лампа 39 аварии. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

3150

ф реле 12 времени. Через контакт 13 э1того реле включаетс  магнитный пус- 1 |атель 3, который замыкает силовые 1|онтакты 4 и включает электродвига- 1 скважинного насоса. Одновре- йенно запитьшаетс  трехфазный вьтр - г|итель 16 и подаетс  питание на управл ющие электроды тиристоров 17, 5, 26. При правильном подключении (аз I, II, III сети к электродвигателю , обеспечивающем заданное нап- ;)авление вращени , последовательно :зключаютс  тиристоры 26, 25, 17, за- титываетс  обмотка реле 10 защиты, которое срабатьтает, размыкает контакт 11 в цепи питани  реле 12 времени н замыкает контакт 35, запиты- вающий лампу 36, сигнализирующую, о включении насоса. При нормальном |включении насоса на его нагнетатель- |ной стороне по вл етс  давление во- |ды, размыкаетс  контакт 33, реле 12 ;времени выключаетс , контакт 14 размыкаетс , реле 10 защиты остаетс  в сработанном состо нии, получа  питание через резистор 18, которьй уменьшает гистерезис напр жений сра- батьгоани  и отпускани  реле 10 и по- вьштает его чувствительность к снижению напр жени  питани  и обрыву фазы . При повьиении уровн  воды размыкаетс  контакт 15, затем размыкаетс  контакт 34, магнитный пускатель 3 выключаетс , электродвигатель 1 контактами 4 отключаетс  от сети. Дальнейша  работа системы осуществл етс  как описано выше. При неправильном подключении фаз I, II, III к электродвигателю или при обрыве фазы тиристоры 17, 25, 26 не могут включитьс  в заданной последовательности, реле 10 защиты остаетс  в исходном состо нии, электродвигатель 1 отключаетс  от сети, при этом загораетс  лампа 39 аварии. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

; Изобретение относитс  к электро- технике и предназначено дл  исполь- ;зовани  в системах водоснабжени  на базе артезианских скважин.

Цель изобретени  - повьшение надежности , срока службы погрзтаного насоса и снижение эксплуатационных зат- рат.

На чертеже представлена схема системы .

Система автоматического управлени  и защиты погружного электродвигател  1 скважинного насоса дл  подачи воды в бак водонапорной башни (не показаны содержит защитный автомат 2, магнит-г ный пускатель с обмоткой 3 и силовыми контактами 4, трехпозиционный пере- ключатепь 5 режима управлени  с первым контактом 6, замкнутым в положении переключател  Дистанционное и вторым контактом 7, замкнутым в положении Автоматическое и разомкнутыми в. положении Отключено, кнопки Стоп 8 и Пуск 9, реле 10 защиты с первым контактом 11, реле 12 времени с размыкающим с вьщержкой времени первым контактом 13 и замыкаю- щим без вьщержки времени вторым контактом 14, контакт 15 автоматического управлени , двухполупериодный трехфазный выпр митель 16, первый тирис

тор 17, а также 1первый 18 и второй 19 резисторы. Выходные выводы контактов защитного автомата 2 подключены к фазам питающей сети, а выходные через силовые контакты 4 магнитного пускател  - к вьгоодам соответствующих фаз электродвигател  1. К выходному выходу 20 одного из контактов защитного автомата 2 первым вьшодом подключен первый контакт 6 трехпози- ционного переключател  5, а к второму вьшоду этого контакта через цепочку последовательно соединенных кнопки Стоп 8, кнопки Пуск 9 и первого контакта 13 реле 12 времени подключен первый вывод обмотки 3 магнитного пускател , второй вьшод которой подключен к другой точке 21 на соответствующее (линейное или фазное ) .коммутируемое напр жение выходного вьшода 20 контакта sai piTHoro автомата 2. Первый вывод второго контакта 7 трехпозиционного переключател  5 соединен с первым вьшодом первого контакта 6 этого переключател , первый вьгеод обмотки реле 12 времени подключен к второму вьгооду обмотки 3 магнитного пускател , а входы трехфазного выпр мител  16 подключены к выводам силовых контактов 4 магнитного пускаг тел  со стороны электродвигател  1,

5

контакт 11 реле 10 защиты  вл етс  размыкающим, а контакт 15 автоматического управлени  вьтолнен в виде размыкающего контакта датчика нижнего уровн  воды в баке. Магнитный пускатель снабжен замыкающим первым блок-контактом 22, а трехпозиционный переключатель 5 снабжен третьим кон150

тактом 23, замкнутым в положении Дис-ю дьздущей по отношению к первой фазе

танхщонное, и четвертым контактом 24, замкнутым в положении Автоматическое , разомкнутыми в положении Отключено , В системе имеютс  второй 25 и третий 26 тиристоры, три диода 27- 29, третий 30, четвертый 31 и п тый 32 резисторы, размыкающий контакт 33 реле давлени  насоса и размыкающий контакт 34 датчика верхнего уровн  воды в баке. Второй вывод второго контакта 7 трехпозиционного переключател  5 через контакт 15 автоматического управлени  соединен с первым вьгоодом размыкающего контакта 33 реле давлени  насоса, вторым вьгоодом этого контакта подключенного к второму выводу обмотки реле 12 времени, размыкаюпщй контакт 33 реле давлени  насоса шунтирован размыкающим контактом 11 реле 10 защиты и первым вьшодом соединен с первым вьшодом первого блок-контакта 22 магнитного пускател  и с общей точкой кнопки Пуск 9 и первого контакта 13 реле 12 времени. Второй вывод второго контакта 7 трехпозиционного переключател  5 через последовательно соединен-. ные размыкающий контакт 34 датчика верхнего уровн  воды в баке и четвертый контакт 24 трехпозиционного переключател  5 соединен с вторым вьшодом первого блок-контакта 22 маг- Iнитного пускател  и первым вьтодом третьего контакта 23 трехпозиционного переключател  5, вторым вьшодом этого контакта подключенного к общей точке кнопок Стоп 8 и Ilycjc 9. Положительньй вывод трехфазного выпр мител  16 через первьй резистор 18, шунтированный вторым контактом 14 реле 12 времени, соединен с пер вым выводом обмотки реле 10 защиты, второй вьюод которой через последо- вательно соединенные аноды-катоды первого 17, второго 25 и третьего 26 тиристоров и второй резистор 19 соединен с отрицательным выводом трехфазного выпр мител  16. Управл ющий электрод первого тиристора 17 через

15

20

при рабочем направлении вращени  электродвигател  1. Управл ющий эле род третьего тиристора 26 через пос ледовательно соединенные третий дио 29 и п тьм резистор 32 соединен с вьгеодом фазы электродвигател  1, последующей по отношению к первой фазе электродвигател  1 при рабочем направлении вращени .

Обмотка 3 магнитного пускател  шунтирована цепочкой последовательн соединенных замыкающего второго контакта 35 реле 10 защиты и первой лампы 36 сигнализации, а между пер- 25 вым выводом первого блок-контакта 2 магнитного пускател  и вторым вьшодом обмотки 3 магнитного пускател  включена цепочка последовательно соединенных замыкающего с выдержкой времени третьего контакта 37 реле 1 времени, второго размыкающего блок- контакта 38 магнитного пускател  и второй лампы 39 сигнализации.

Система работает следующим образом.

В автоматическом режиме замкнуты контакты входного защитного автомата 2 и контакты 7 и 24 переключател  5. При снижении уровн  в водонапорной бащне замыкаетс  контакт 15 нижнего уровн . Через замкнутые контакты 1 1 и 33 включаетс  реле 12 време-

30

35

40

45

50

55

ни, а через замкнутый контакт 13 рел Т2 времени включаетс  магнитный пускатель 3, которьй замыкает свои силовые контакты 4 и включает электродвигатель I скважинного насоса, за- питьшает трехфазный вьтр митель 16 и подает питание на управл ющие электроды тиристоров 17, 25 и 26 через резисторы 30, 31 и 32 и диоды 27, 28 и 29. При подаче питани  с фазы II на управл ющий электрод тиристора 26 через переход управл ющий электрод - катод течет ток через нагрузочный резистор 19, и тиристор 25 подготав- ливаетс  к открытию. В следующий момент питание с фазы III подаетс  на управл ющий электрод тиристора 25,

150471А

последовательно соединенные первый диод 27 и третий резистор 30 соединен с выводом первой фазы электродвигател  1. Управл ющий электрод второго тиристора 25 через последовательно соединенные второй диод 28 и четвертый резистор 31 соединен с вьшодом другой фазы электродвигател  1, пре5

0

при рабочем направлении вращени  электродвигател  1. Управл ющий электрод третьего тиристора 26 через последовательно соединенные третий диод 29 и п тьм резистор 32 соединен с вьгеодом фазы электродвигател  1, последующей по отношению к первой фазе электродвигател  1 при рабочем направлении вращени .

Обмотка 3 магнитного пускател  шунтирована цепочкой последовательно соединенных замыкающего второго контакта 35 реле 10 защиты и первой лампы 36 сигнализации, а между пер- 5 вым выводом первого блок-контакта 22 магнитного пускател  и вторым вьшодом обмотки 3 магнитного пускател  включена цепочка последовательно соединенных замыкающего с выдержкой времени третьего контакта 37 реле 12 времени, второго размыкающего блок- контакта 38 магнитного пускател  и второй лампы 39 сигнализации.

Система работает следующим образом.

В автоматическом режиме замкнуты контакты входного защитного автомата 2 и контакты 7 и 24 переключател  5. При снижении уровн  в водонапорной бащне замыкаетс  контакт 15 нижнего уровн . Через замкнутые контакты 1 1 и 33 включаетс  реле 12 време-

0

5

0

5

0

5

ни, а через замкнутый контакт 13 реле Т2 времени включаетс  магнитный пускатель 3, которьй замыкает свои силовые контакты 4 и включает электродвигатель I скважинного насоса, за- питьшает трехфазный вьтр митель 16 и подает питание на управл ющие электроды тиристоров 17, 25 и 26 через резисторы 30, 31 и 32 и диоды 27, 28 и 29. При подаче питани  с фазы II на управл ющий электрод тиристора 26 через переход управл ющий электрод - катод течет ток через нагрузочный резистор 19, и тиристор 25 подготав-, ливаетс  к открытию. В следующий момент питание с фазы III подаетс  на управл ющий электрод тиристора 25,

через переход зшравл ющий электрод - ркатод тиристора 25 начинает протекать |ток, который открывает тиристор 26 и подготавливает к открытию тиристор 25 В следующий момент питание с фазы I подаетс  на управл ющий электрод тиристора 17, ток через который открьтает тиристоры 25 и 17, В результате через замкнутый контакт 14 реле |12 времени, тиристоры 17, 25 и 26 и резистор 19 к плюсовому и минусовому вьтодам трехфазного выпр мител  16 подключаетс  обмотка реле 10 защиты. При включении реле 10 защиты размы- каютс  его контакт 11 в цепи реле 12 времени и замыкаетс  его контакт 35, который включает лампу 36, сигнализирующую о включении насоса. При нормальном включении насоса на его нагне тательной стороне по вл етс  давление воды и размыкаетс  контакт 33, кото- рьй отключает реле 12 времени. Последнее своим разомкнувшимс  контактом

14оставл ет реле 10 защиты включен- ным через дополнительный резистор 18, который з меньщает гистерезис напр - |жений срабатывани  и отпускани  реле

10 защиты и повьппает его чувствительность к снижению напр жени  питани  и обрьша фазы о

При повьшзении зфовн  в воДонапор- ной бащне размыкаетс  сначала контакт Il5 нижнего уровн , но пускатель 3 продолжает оставатьс  включенным |через замкнутый контакт 34 верхнего уровн , замкнутый контакт 24 пере- |ключател  5 и замкнутый блок-контакт 22 магнитного пускател  3, При достижении верхнего уровн  в водонапорной башне размыкаетс  контакт 34, магнитный пускатель 3 отключаетс  и возвращает всю систему в обесточенное ждущее состо ние до тех. пор, пока уровень в башне не понизитс  и датчик

15снова не замкнетс . В этом случае включаетс  насос.

При включении насоса в момент отсутстви  одной из фаз питани , например II, на управл ющий электрод тиристора 26 питание не подаетс  и он не открьшаетс . В результате этого реле 10 защиты не включаетс . Реле 12 времени через оставшийс  замкнутьй контакт 11 реле 10 включаетс  и через некоторое врем , разомкнув свой контакт 13, обесточивает катушку магнитного пускател  3, который отключает своими контактами 4 электродвигатель

1о Одновременно с этим через замкнутые контакты 37 реле 12 и 38 магнитного пускател  3 включаетс  сигнальна  лампа 39 аварии.

Дл  сн ти  сигнала аварии переключатель 5 переводитс  в положение Отключено или в положение Дистанционное , После устранени  неисправности переключатель 5 устанавливаетс в исходное положение Автоматическое и система начинает функционировать.

При включении насоса в случае обратного подключени  фаз I, II и III сети к электродвигателю нарушаетс  последовательность подачи питани  на управл ющие электроды тиристоров и реле 10 защиты остаетс  в исходном состо нии, что приводит через заданное врем  к отключению насоса и включению сигнальной лампы 39 аварии..

При снижении питагацего напр жени  или при обрьгое одной из фаз питани  до или после силовых контактов 4 магнитного пускател  3 во врем  работы насоса отключаетс  реле 10 защиты, отключаетс  насос и включаетс  лампа 39 аварии.

При падении давлени  в нагнетательной линии насоса замыкаетс  контакт 33 и через заданное врем  также отключаетс  насос и включаетс  лампа 39.

Дл  включени  насоса в дистанционном режиме переключатель 5 переводитс  в положение Дистанционное нажатием кнопки Пуск 9, котора  самоблокируетс  блок-контактом 22 магнит- иого пускател  3 через контакт 23 переключател  5. Защита электродвигател  от анормальных релшмов осуществл етс  аналогично автоматическому режиму. Принудительный останов насоса в дистанционном режиме осуществл етс  нажатием кнопки Стоп 8.

Изобретение повышает надежность работы скважинных насосов, что ведет к сокращению эксплуатационных затрат и значительно увеличивает срок службы всего комплекса оборудовани , особенно погружных насосов.

Claims (1)

1. Система автоматического управлени  и защиты погружного электродвигател  скважинного насоса дл  подачи воды в бак водонапорной башни, содержаща  защитный автомат, магнитный

пускатель с обмоткой и силовыми контактами , трехпозиционный переключатель режима управлени  с первым контактом , замкнутым в положении переклчател  Дистанционное, вторым контактом , замкнутым в положении Автоматическое , разомкнутыми в положении Отключено, кнопки Стоп и Пуск, реле защиты с первым контак- том, реле времени с размыкающим с вьщержкой времени первым контактом и замыкающим без выдержки времени вторым контактом, контакт автоматического управлени , двухполупериодный Tpe фазный выпр митель, первьш тиристор, первый и второй резисторы, причем входные выводы контактов защитного автомата служат дл  подключени  к фазам питающей среды, а вЬкодные через силовые контакты магнитного пускател  подсоединены к выводам дл  подключени  соответствующих фаз элекродвигател , к выходному выводу одного из контактов защитного автомата первым выводом подключен первый контакт трехпозиционного переключател , а к второму выводу первого контакта трехпозиционного переключател  через цепочку последовательно со.единенных кнопки Стоп, кнопки Пуск и первого контакта реле времени подключен первьш вьшод обмотки магнитного пускател , второй вывод которой пред- назнач ен дл  подключени  к нулевому проводу питающей сети или к выходном вьшоду другого контакта защитного автомата , при этом первьй вьшод второго контакта трехпозиционного переключател  соединен с первым выводом первого контакта этого переключател  первый вьшод обмотки реле времени подключен к второму вьшоду обмотки магнитного пускател , а входы трехфазного выпр мител  подключены к выводам силовых контактов магнитного пускател  со стороны электродвигат е- л , отличающа с  тем, что с целью повышени  надежности, срока службы погружного насоса и снижени  эксплуатационных затрат, первый контакт реле защиты выполнен размыкающим , а контакт автоматического управлени  - в виде размыкающего контакта датчика нижнего уровн  воды в баке, магнитный пускатель снабжен замыкающим первым блок-контактом, а т5 ехпозиционный: переключатель снабжен третьим контактом, замкнутым в

JQ 20 25 30 , г 0 , 45

положении

тым контактом.

10 Дистанционное,

50

55

и четнерзамкнутым в. положенгт Автомати шское, разомкнутыми в положении Отключено, в систему дополнительно введены второй и третий тиристоры, три диода, третий, четвертый и п тьпЧ ризисторы, размыкающий контакт реле давлени  насоса и размыкающий контакт датчика верхнего уровн  воды в баке, причем второй вьшод второго контакта трехпозиционного переключател  через контакт автоматического з равлени  соединен с первым вьшодом размыкающего контакт реле давлени  насоса, -вторым вьтодом этого контакта подключенного к второму выводу обмотки реле времени, размыкающий контакт реле давлени  насоса шунтирован размыкающим контактом реле защиты и первьп- вьшодом соединен с первым вьшодом первого блок-контакта магнитного пускател  и с общей точкой кнопки Пуск и первого контакта реле времени, второй вьшод второго контакта трехпозиционнного переключател  через последовательно соединенные размыкающий контакт датчика верхнего уровн  воды в баке и четвертый контакт трехпозиционнного переключател  соединен с вторым йыводом первого блок-контакта магнитного пускател  и с первым вьшодом третьего контакта трехпозиционного переключател , вторым выводом этого контакта подключен - ного к общей точке кнопок Стоп и Пуск, при этом положительный вьшод трехфазного вьшр мител  через первый резистор, шунтированный вторым контактом реле времени, соединен с первым вьшодом обмотки реле защиты, второй вьшод которой через последовательно соединенные аноды-катоды первого, второго и третьего тиристоров и второй резистор соединен с отрицательным вьшодом трехфазного выпр мител , управл ющий электрод первого тиристора через последовательно соединенные первый диод и третий резистор соединен с вьшодом дл  подключени  первой фазы электродвигател , управл ющий электрод второго тиристора через последовательно соединенные второй диод и четвертый резистор соединен с вьшодом дл  подключени  другой фазы электродвигател , предыдущей по отношению к первой фазе при рабочем направлении вращени  электродвигател , а управл ющий электрод третьего ти1115« 7U/ ,2

ристора через последовательно соеди-рого контакта реле защиты и первой ненные трбтий -диод и п тый резисторлампы сигнализации, а между первым соединен с вьгоодом фазы электродвига-вьшодом первого блок-контакта маг- тел , последующей по отношению книтного пускател  и вторым выводом первой фазе электродвигател  при ра- обмотки магнитного пускател  вклю- бочем направлении вращени ,чена цепочка вновь введенных после2 . Система по п.1, о т л и -довательно соединенных замыкающего

чающа с  тем, что обмоткас вьщержкбй времени третьего контакмагнитного пускател  шунтирована 4пта реле времени, второго размыканщего

цепочкой вновь введенных последова-блок-контакта магнитного пускател  и

тельно соединенных замыкающего вто-второй лампы сигнализации.