Производство Электрощитового Оборудования
+7 (8482) 46-99-72
ets63@list.ru
Автоматизация насосной станции
Шкаф управления насосом
ШУН предназначены для автоматического или ручного поддержания технологических параметров равными заданным значениям с целью обеспечения требуемого режима работы насосной установки.
Шкафы автоматизации насосов используются для управления одним либо группой до 6 насосов в автоматическом и ручном режимах работы.
Применяются в системах пожаротушения и дымоудаления для регулирования реверсивного однофазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором электрозадвижки 380В.
Какие существуют виды ШУН?
Насосные шкафы различаются по назначению:
- ШУН-С служат в составе скважинных насосных станций, в том числе первого подъема и водозаборных узлов. Они служат для управления скважинными насосами мощностью до 45 кВт. Обеспечивают поддержание рабочего давления в трубопроводе, либо рабочего уровня в накопительном резервуаре.
- ШУН-К предназначены для работы в составе канализационных насосных станций мощностью до 45 кВт.
- ШУН-В используются в водонапорных насосных станциях с мощностью насосов до 315 кВт.
- ШУН для технологических насосов
По способу исполнения и включения:
- Прямой пуск - используются магнитные пускатели с тепловой защитой, напряжение подаётся и двигатель сразу разгоняется. Обычно используется в насосах с малой мощностью, где не может быть гидроударов.
- Мягкий пуск - обеспечивается включением двигателя на пониженное напряжение, которое плавно увеличивается до полной величины, согласно заданному времени разгона.
- Частотно-регулируемые:
- По напряжению - это плавный пуск без обратной связи. Пользователем задаются: начальное напряжение, время пуска и скорость разгона.
- По току - это плавный пуск с обратной связью по току: когда ток достигает предельного значения, рост напряжения прекращается. Предельная величина тока задается пользователем.
- По моменту - наиболее предпочтителен для пуска электродвигателей насосных агрегатов. Мягкий пускатель разгоняет двигатель, поддерживая минимальное значение тока, который обеспечивает разгон при линейном росте момента до заданного предельного значения. Обратная связь по моменту уменьшает силу гидравлического удара при пуске.
- По давлению - датчики давления преобразуют уровень давления либо в напряжение, либо в ток
Как выстраивается система насосов в данном шкафу?
- Насосные станции, как правило. состоят из 2,3, 4 или более насосов, которые обеспечивают необходимый уровень подачи жидкости в зависимости от расхода.
- По очереди включается каждый насос.
- Контролируется время наработки каждого насоса и у них меняется очередность
- Из-за того, что частотно-регулируемый пуск дороже остальных, на некоторых насосах используется мягкий пуск, чтобы сократить затраты на 3-х насосах.
- А частотно-регулируемый постоянно
Лучше всего ставить ЧРП на все насосы сразу, что будет дороже, но надёжнее, ведь он поддерживает необходимый уровень вращения двигателя и ставится на 4 насоса сразу.
Каскадное управление направлено на поддержание заданного давления в системе, здесь может использоваться один частотный привод и остальные с мягким пуском или жн все с частотным, тогда достигается полная взаимозаменяемость насосов.
Конструкция шкафа управления насосной станцией
Корпус представляет собой металлический шкаф со степенью защиты IР54 или IP31 по ГОСТ 14254-96 и односторонним, для типового варианта, или двусторонним обслуживанием.
С лицевой стороны на дверцах шкафов расположена панель оператора, позволяющая оперировать всеми функциями ШУН с помощью органов управления и сигнализации, таких как:
- сигнальная арматура
- переключатели режимов работы
- панель оператора
Они служат для более эргономичного управления ШУН. но по запросу могут не устанавливаться - для уменьшения стоимости или же выносятся в отдельный шкаф.
На дверях ШУН доступна следующая сигнализация и перечень контролируемых электрических параметров:
- «Дистанционный» / «местный» режим
- «Включен» / «неисправен» для каждой единицы оборудования
- Уровень в ёмкости
Снаружи в том числе возможно контролировать и такие показатели, как:
- Линейное и межфазное напряжение на вводе
- Ток по фазам
Все остальные параметры работы оборудования доступны с панели оператора, установленной на ШУН.
Силовые сборные шины, выполненные из электротехнической меди, располагаются в верхней части шкафов на изоляторах «плашмя» или «на ребро», в зависимости от номинального тока.
Кабели ввода и вывода силовых цепей могут быть расположены как снизу, так и сверху шкафа.
Расположение вышеуказанных и описанных ниже агрегатов обеспечивает легкий доступ к узлам в процессе монтажа и наладки.
Комплектующие в составе насосного шкафа
В зависимости от схемы в ШУН устанавливаются:
- силовые коммутационные аппараты
- устройства автоматизации
- устройства плавного пуска (УПП). Мягкие пускатели предназначены для плавного пуска и останова трехфазных двигателей. Для повышения надежности число мягких пускателей в них равно числу насосов
- Преобразователь частоты (ПЧ) позволяет использовать электродвигатель насосного агрегата в качестве датчика момента. Это позволяет отследить:
- кавитацию или «сухой ход» насоса
- работу на закрытую заслонку или засоренный фильтр
- превышение заданной максимальной и минимальной нагрузки
- и, при необходимости, остановить электродвигатель.
Встроенный ПИД-регулятор обеспечивает точный выход на нужный режим и поддержание заданного процесса.
- трёхфазные реле контроля питающего напряжения
Так же в составе ШУН находятся устройства управления двигателем, реализующие защиту от:
- асимметрии тока
- обрыва фазы
- перегрузки по току
- максимально токовую защиту
- перегрева обмотки статора (при наличии встроенного позистора)
- уменьшения сопротивления изоляции двигателя
- сигнализация отсутствия нагрузки на двигателе
Блок управления обеспечивает оптимальную работу насосов. Его главные функции:
- каскадный запуск и остановка насосов по сигналам от четырех датчиков уровня в накопительном резервуаре:
- давление и его перепад
- расход
- уровень
- температура
- выравнивание моторесурса электродвигателей насосов
- взаимное резервирование насосных агрегатов при обнаружении неисправности
В качестве вводных автоматов в ШУН с отечественными комплектующими применены автоматические выключатели серий:
- ВА 57Ф35 на номинальные токи от 63 до 250А
- ВА 57-39 на номинальные токи от 320 до 630А
Мы используем как отечественные комплектующие, так и импортные, в том числе АВВ, Legrand и других, даже в 2023 году можем обеспечить сборку на них, в зависимости от условий Вашего заказа и бюджета.
К примеру, в одном из проектов в качестве вводных аппаратов защиты в шкафах с компонентами бренда Schneider Electric применены автоматические выключатели серии "Compact NS" на номинальные токи от 63А до 1600А.
Отличительной особенностью данных автоматических выключателей является настраиваемая время-токовая характеристика, что позволяет легко настроить защиту в сетях с низкими токами ожидаемых КЗ в соответствии с требованиями ПУЭ.
Шкаф ШУН-С-ЧЧ содержит блок управления и комплект преобразователей частоты, каждый из которых постоянно подключен к своему насосному агрегату.
Такое решение позволяет оптимизировать нагрузку при пуске и останове оборудования, а также тонко управлять параметрами процесса (расходом, давлением и пр.)
В шкафах ШУН-С-МП и ШУН-К-МП устанавливается только один мягкий пускатель, который подключается к электродвигателю любого насоса.
Шкафы управления с комбинированным регулированием содержат один преобразователь частоты (ПЧ), который может быть подключен к электродвигателю любого насоса. Остальные двигатели подключаются к сети напрямую (ШУН-В-ЧП) или через устройства ПП (ШУН-В-ЧМ).
Пускатели шкафа ШУН-В-ЗТ выполняют переключение "звезда-треугольник" для более плавного разгона трёхфазных индукционных электродвигателей большой мощности.
Дополнительные опции:
- блок связи с пультом диспетчера: GSM/GPRS модем, радио/телефонный модем.
- модуль обмена данными для интеграции в любую SCADA-систему.
- питание от двух независимых источников электроснабжения со встроенным АВР или без него
Режим работы
Переключателем «Местн. – Дист.» и режимами управления (ручной – автоматический) для каждой системы организуется 4 режима управления:
- «Местный», «Автоматический» режим. АСУР управляет механизмами в автоматическом режиме, конфигурационные данные воспринимаются с панели управления, расположенной на ШУН.
- «Местный», «Ручной» режим. АСУР позволяет управлять механизмами там же.
- «Дистанционный», «Автоматический» режим. АСУР управляет механизмами в автоматическом режиме, конфигурационные данные воспринимаются с внешнего интерфейса.
- «Дистанционный», «Ручной» режим. АСУР позволяет управлять механизмами так же на расстоянии.
Для активации последних двух вариантов ШУН подключается системе диспетчеризации с помощью выносной панели оператора или с АРМ верхнего уровня по интерфейсу RS-485 (протокол ModBus). В первом положении доступны только команды чтения параметров устройства
Переключение режимов осуществляется для каждой системы индивидуально. При этом оператор может включить отдельно любое оборудование (насосы, освещение и. т. д.).
Перечень контролируемых и передаваемых данных, сигналов и измеренных электрических параметров
- Текущее состояние ШУН можно оценить с верхнего уровня по битам ПЛК, приведенным в документации на программное обеспечение (ПО).
- Для регистрации, хранения и просмотра событий, произошедших с ШУН во время эксплуатации в реальном времени ведется хронологический журнал событий и хронологический протокол аварийно-предупредительных сигналов.
- Запись и хранение событий осуществляется при исправном ПЛК, находящемся в режиме «Работа».
- ШУН обладает возможностью интегрирования в любую SCADA – систему без программного и аппаратного расширения.
Принципы построения схем шкафа насосов
Типовая схема управления электродвигателем без применения ПЧ и УПП по принципу «прямого пуска» (ШУН-ПП)
Типовая схема управления электродвигателя с использованием преобразователя частоты (ШУН-ПЧ):
Типовая схема управления электродвигателя с использованием устройства плавного пуска (ШУН-УПП):
Типовая схема каскадным управлением несколькими электродвигателями с использованием преобразователя частоты:
Решение реализовано на базе нескольких ШУН: один ШУН-ПЧ, и несколько ШУН-ПП (количеством с первого по N).
Типовая схема каскадным управлением несколькими электродвигателями с использованием устройства плавного пуска:
Решение реализовано на базе нескольких ШУН: один ШУН-УПП, и несколько ШУН-ПП (количеством с первого по N).
Принцип работы ШУН:
Управление насосами производится в автоматическом и ручном режимах работы. В ручном режиме управление насосами осуществляется с лицевой панели шкафа кнопками. «Пуск» / «Стоп» соответствующего насоса, а контроль - по индикации состояния агрегатов. В автоматическом режиме функции контроля и управления берет на себя блок управления
ШУН-К с частотным управлением:
Особенности работы блока управления в режиме контроля давления в трубопроводе
- Блок управления запускает один насос с учетом времени минимальной наработки.Сигнал от датчика давления определяет частоту вращения электродвигателя насоса.
- По сигналу датчика «повысить давление» частота вращения крыльчатки насоса возрастает.
- После достижения максимальной частоты вращения, в работу включается второй насос. Его частота растет по законам ПИД-регулирования с учетом показаний датчика давления.
- Если заданное давление достигнуто, частота вращения насосов выравнивается.
- Если нет, включается третий и т. д., каскадом, пока давление в трубопроводе не достигнет заданного значения.
- По сигналу «снизить давление» насосы одновременно плавно снижают частоту до минимума, после чего каскадно отключаются в обратном порядке. Работающие насосы синхронизируются.
- В случае выхода из строя рабочих насосов, автоматически включаются резервные.
- В случае отсутствия сигнала от датчика давления, все рабочие насосы выводятся на заданную частоту, загорается лампа «Нет контроля», поступает сигнал в диспетчерскую.
- В случае отказа насоса или преобразователя частоты, загорается лампа «Авария», неисправный агрегат отключается и автоматически заменяется резервным.
- Насос отключается, если для поддержания заданных параметров процесса его работа не требуется. Этим достигается дополнительная экономия электроэнергии.
ШУН-С:
- Блок принимает сигналы от трех датчиков уровня, установленных в приемном резервуаре друг над другом и управляет насосами следующим образом:
- Если есть сигнал от верхнего датчика уровня - значит, уровень жидкости в накопительном баке максимальный. Формируется сигнал "Максимум". Блокируется работа всех насосов.
- Если сигнал от верхнего датчика уровня сброшен, а от среднего есть - значит, уровень жидкости в норме. Формируется сигнал "Норма". Включается насос с минимальной наработкой.
- Если есть сигнал только от нижнего датчика - значит, уровень жидкости ниже нормального. Если в течение заданного времени* сигнал не сброшен, то запускается второй насос и далее каскадом, по количеству рабочих насосов. Формируется сигнал "Минимум"
- Если нет сигналов от всех трех датчиков уровня - значит, в резервуаре нет жидкости. Формируется сигнал "Пусто". Включаются все насосы, в том числе резервные.
- Если появился сигнал от нижнего датчика - значит, уровень жидкости достиг минимального. Формируется сигнал "Минимум". Резервные насосы отключаются, рабочие остаются включенными.
- Если появился сигнал от среднего датчика - значит, уровень жидкости достиг нормального. Формируется сигнал "Норма". Если в течение заданного времени* сигнал не сброшен, то с заданной задержкой времени выполняется останов рабочего насоса, который был включен последним. Затем, с заданной задержкой времени отключается следующий насос и далее, каскадом, пока в работе не останется только один насос.
Для выравнивания ресурса электродвигателей по времени реализована функция смены последовательности включения и выключения насосов. Насос с наибольшей наработкой всегда отключается первым, с наименьшей наработкой – всегда первым включается.
При неисправности основного насоса автоматически включается в работу резервный.
ШУН-К с мягким пуском:
- Блок принимает сигналы от четырех датчиков уровня, установленных в резервуаре друг над другом,и управляет насосами следующим образом:
- Если нет сигналов от всех четырех датчиков уровня - значит, нет перекачиваемой жидкости. Блокируется работа всех насосов, формируется сигнал "сухо".
- Если есть сигнал только от датчика 1 (нижнего датчика уровня) - значит, уровень жидкости в норме. Все насосы выключены, формируется сигнал "МИНИМУМ".
- Если есть сигнал от датчиков 1 и 2 - значит, уровень жидкости повысился. Включается первый насос, формируется сигнал "НОРМА".
- После сброса сигнала от датчика 2 с заданной задержкой времени выполняется остановка последнего включенного насоса. Формируется сигнал "МИНИМУМ".
- Если есть сигнал от датчиков 1, 2 и 3 - значит, уровень жидкости превысил нормальный. Если в течение заданного времени* сигнал не сброшен, то запускается второй насос, затем третий и далее каскадом, по количеству рабочих насосов. Формируется сигнал "МАКСИМУМ".
- После сброса сигнала от датчика 3 с заданной задержкой времени выполняется останов основного насоса, который был включен последним. Затем, с заданной задержкой времени отключается предпоследний насос и далее, каскадом, пока в работе не останется только первый насос. Формируется сигнал "НОРМА".
- Если появился сигнал от датчика 4 - значит, уровень жидкости превысил максимальный. Если в течение заданного времени* сигнал не сброшен, то выполняется пуск резервного насоса. Формируется сигнал "ПЕРЕПОЛНЕНИЕ".
- После сброса сигнала от датчика 4 с заданной задержкой времени выполняется остановка резервного насоса. Формируется сигнал "МАКСИМУМ".
ШУН-В с комбинированным регулированием:
Особенности работы блока управления на примере станции повышения давления
- Блок управления подключает преобразователь частоты к насосу с наименьшим временем наработки. Дополнительные и резервные насосы включаются напрямую или через устройства плавного пуска.
- Блок управления запускает первый насос - насос с наименьшим временем наработки. Сигнал от датчика давления определяет частоту вращения электродвигателя насоса.
- По сигналу датчика «повысить давление» частота вращения двигателя насоса возрастает. После достижения максимальной частоты вращения, в работу включается второй насос, затем третий и далее каскадом, пока давление в системе не достигнет заданного значения.
- По сигналу датчика «снизить давление» насосы отключаются в обратном порядке.
- Для уменьшения гидроудара при пуске дополнительного насоса частота вращения первого насоса снижается, а при останове – увеличивается, при этом скачки давления сглаживаются.
- В случае отсутствия сигнала от датчика давления выполняется каскадный останов всех насосов, а первый насос выводится на заданную частоту. Загорится лампа «Нет контроля»
- В случае выхода из строя рабочих насосов, отказа преобразователя частоты или пускателя, загорается лампа «Авария», и неисправный агрегат автоматически заменяется резервным.
- При отсутствии воды шкаф управления отключит насосы по сигналу от реле «сухой ход» от реле на всасывающем трубопроводе или от поплавка из входной ёмкости, защитив их от разрушения.
Технические характеристики
|
Номинальное напряжение главной цепи |
400 В |
|
Частота сети |
50 Гц |
|
Номинальное напряжение цепей управления, частота сети
|
220 В, 50 Гц |
|
Номинальный (максимальный) ток главной цепи силовой коммутационная аппаратуры
|
Определяется мощностью управляемого электродвигателя НУ (в амперах) |
|
Исполнение по виду обслуживания |
Одностороннее (стандартное) или двустороннее |
|
Монтажное исполнение корпуса |
Навесной или напольный (стандартное) |
|
Исполнение по виду подвода кабеля |
Сверху или снизу (стандартное) |
|
Интерфейс (протокол) передачи данных |
RS-485 (Modbus) |
|
Степень защиты щита по ГОСТ 14254-96 |
IP54 или IP31 (стандартное) |
|
Типы ШУН по назначению насосных установок (НУ) |
НУ 2, 3 подъемов водозаборных узлов (ВЗУ), НУ повысительных насосных станций (ПНС), НУ канализационных насосных станций (КНС), НУ очистных сооружений, НУ отдельных артезианских скважин |
Структура условного обозначения
|
ШУН- |
Название изделия (шкаф управления насосами) |
|
ШУН-ХХ- |
Варианты основного принципа управления в схеме ШУН: ПЧ – на базе преобразователя частоты; УПП — на базе устройства плавного пуска; ПП — для прямого пуска |
|
ШУН-ХХ-ХХ- |
Мощность управляемого электродвигателя насосной установки (кВт) |
|
ШУН-ХХ-ХХ-ХХ- |
Код производителя ПЧ, УПП: 00 — ПЧ (УПП) отсутствует; 01 — АВВ (Германия); 02 — Schneider Electric (Франция); 03 — Россия |
|
ШУН-ХХ-ХХ-ХХ-Х- |
Наличие блока АВР на вводе ШУН: А — с блоком АВР; Отсутствие буквы — без блока АВР |
|
ШУН-ХХ-ХХ-ХХ-Х-Х- |
Наличие функции «прямого пуска» («БАЙПАСС») в ШУН-ПЧ и ШУН-УПП: 0 — без функции «БАЙПАСС»; 1 — с функцией «БАЙПАСС» |
|
ШУН-ХХ-ХХ-ХХ-Х-Х-Х- |
Наличие функции каскадирования: К — с функцией каскадирования; Отсутствие буквы — без функции каскадирования |
|
ШУН-ХХ-ХХ-ХХ-Х-Х-Х-IPХХ- |
Степень защиты по ГОСТ 14254-96:
54 – IP54 |
|
ШУН-ХХ-ХХ-ХХ-Х-Х-Х-IPХХ-УХХ |
Климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69.
|
Условия эксплуатации
|
Высота над уровнем моря (м) не более |
1000 |
|
Температура окружающего воздуха, °С |
от +1 до +35 (УХЛ4) или от -45 до +40 (У3) |
|
Относительная влажность воздуха, % |
максимум 95 (без конденсации) |
|
Окружающая среда |
невзрывоопасная, не содержащая агрессивных газов и паров, а также производственной пыли в количестве, разрушающем металл или изоляцию |
|
Климатическое исполнение |
УХЛ4 или У3 по ГОСТ 15150-69 |
|
Режим работы |
Продолжительный |
|
Рабочее положение |
Вертикальное, с допустимыми отклонениями от вертикали не более 50 |
Преимущества шкафов управления насосами
- ★ повышение срока службы насосных установок
- ★ надежность
- ★ минимальные энергозатраты
- ★ максимальный моторесурс
- ★ исключение гидроудара
Комплект поставки шкафов управления насосами
Вы получаете шкафы управления насосами с полноценным набором для удобной установки на и эксплуатации:
- ✔ Шкаф ШУН
- ✔ Паспорт устройства
- ✔ Руководство по эксплуатации
- ✔ Схему однолинейную
- ✔ Сертификат соответствия
- ✔ Ключи - основные и запасные
Количество любой из позиций может быть изменено под Ваши потребности при любой поставке
Заказать ШУН
Сделать щит или пульт управления своими руками вряд ли получится. Установки приобретают в готовом виде и устанавливают согласно противопожарным нормативам. Компания «ЭТС» имеет богатый опыт производства шкафов управления системами вентиляции.
При разработке индивидуального проекта заказанного нам шкафа управления вентиляцией мы берем за основу проверенные схемы надежно работающих базовых изделий и оперативно производим их модернизацию, учитывая все Требования и пожелания Заказчика.
Это позволяет нам в короткие сроки изготовить полнофункциональное изделие, имеющее минимальную избыточность, оптимальную стоимость и полностью соответствующее заявленным требованиям.
Legrand партнёрский сертификат
Сертификат соответствия
Сертификат обратная сторона
Перечень комплектующих, конструкция и дизайн лицевой панели в обязательном порядке согласовываются с Заказчиком. На аппаратуру электротехнических кампаний, с которыми у нас имеются дилерские соглашения, предлагается гибкая система скидок.
Все готовые изделия проходят выходные контрольные испытания, в ходе которых проверяется правильность функционирования изделия и его соответствие ГОСТ, ПТЭ и ПТБ.
Наши специалисты помогут выполнить монтаж и пусконаладку, а также принять участие в приемо-сдаточных испытаниях.
Кроме того, мы выполняем гарантийный и постгарантийный ремонт, модернизацию и сервисное обслуживание произведенного нами оборудования.
Свяжитесь с нами любым удобным для Вас способом.
Узнать подробнее о том, как будет выполняться Ваш заказ
