Шкафы управления насосами: классификация и функционал

ШУН – это компактная распределительная станция, предназначенная для обеспечения стабильного и эффективного функционирования насосного оборудования.

С помощью шкафов в системе водоснабжения поддерживается постоянное давление, в резервуарах – необходимый уровень жидкости. Возможность осуществлять управление насосами в разных режимах (автоматическом или ручном) способствует снижению потребления энергоресурсов и увеличению срока службы рабочих агрегатов.

Виды

Область применения устройств обусловливает их разделение на 4 группы.

В первую входят конструкции, обслуживающие дренажные и канализационные насосы, которые подбирают оптимальный режим работы двигателей, увеличивая срок эксплуатации и бесперебойное функционирование последних. Шкафы ШУН запускаются автоматически после обязательного кратковременного тестирования исправности системы. Они предотвращают перегревание и сухой ход, подходят для управления гидравлическими машинами пожарного типа.

Вторая группа шкафов применяется в связке со скважинными насосами, перекачивающими техническую и питьевую воду и другие жидкости. Объекты размещения распределительных блоков – пивоваренные и молочные заводы, автономные водопроводы, фермерские хозяйства (контролируют полив и орошение полей), предприятия по розливу минеральной воды.

Третья категория образована аппаратами, регулирующими активность погружных насосов. Такие шкафы рассчитаны в первую очередь на пожарные и поливные системы, выдерживают высокие – до +50 ℃ – температуры и 80%-ную влажность воздуха. Они имеют сигнализацию, которая устанавливается в помещение для дежурного персонала.

Последняя группа объединяет узлы, использующиеся при организации управления глубинными насосами. В автоматическом блоке предусмотрены функции плавного запуска (призван предотвратить гидравлический удар, выводящий из строя двигатель), контроля частоты вращения вала мотора, температуры обмотки и поддержания оптимального давления внутри трубопровода.

ШУН также классифицируются по управляющему устройству. Существуют конфигурации на основе:

реле – поддерживают прямой пуск, характеризуются компактностью и простотой в обращении, позволяют выполнять включение и остановку необходимого числа насосов, способны переключать их в автоматическом режиме;

одного частотного преобразователя – обеспечивают плавное регулирование скорости двигателя, экономию электроэнергии – или нескольких (устанавливаются на все приводы) – реализуют поддержание заданных параметров (по датчикам), автоматическое задействование резервных насосов;

УПП – предупреждают механические перегрузки, защищают от гидроударов, пускового тока.

Комплектация

Шкафы комплектуются:

корпусом (металлическая оболочка квадратной или прямоугольной формы для монтажа оборудования);

лицевой панелью с пусковыми кнопками, индикаторами работы насосов и изменяющим режимы администрирования реле;

предохранителем с плавким элементом, сгорающим под влиянием высокого напряжения и тем самым осуществляющим размыкание цепи, что способствует сохранению исправности всех механизмов системы при коротких замыканиях;

контактором (двухпозиционный узел, который отвечает за поступление электричества к клеммам гидравлической машины, прекращение питания аппарата);

реле контроля фаз – представлено тремя датчиками (по одному на каждую), сообщающими об их текущем статусе;

управляющим блоком (от него зависят режимы работы) – клеммными колодками принадлежащих ему средств измерения оборудуются непосредственно баки, скважины, отстойники. Датчики следят за уровнем воды (иной жидкости) и переполнением резервуара, отправляют сигнал на включение/отключение насоса;

частотным преобразователем (есть не во всех моделях) – предназначен для плавного пуска и остановки электродвигателя, регулирования частоты вращения на первичной стадии приведения агрегата в активное состояние и конечном этапе придания ему неподвижного положения;

датчиками температуры и давления – находятся в сопряжении с контактором, препятствуют включению насоса, если текущие условия являются недопустимыми для его эксплуатации.

Фактические размеры блоков определяются количеством приборов и обширностью диапазона заложенных функциональных возможностей. Массивные конструкции изготавливаются в виде напольных шкафов, а компактные щиты вешаются на стену.

Современная автоматика, укомплектованная соответствующей аппаратурой, не только контролирует станцию, но и регистрирует сбои в работе, отказы системы, резкие изменения показателей окружающей среды (давление, температура), включение сигнализации, а также позволяет экономить электрическую энергию, правильно распределяя нагрузку между двигателями.

ШУН с преобразователями

Частотное регулирование привода реализуется в распределительных блоках, обслуживающих производственные, административные, общественные здания и помещения, развлекательные и спортивные центры, вокзалы и иные объекты с большой площадью.

Такие шкафы обеспечивают поддержание указанного в настройках давления в системах снабжения водой, возможность ручного и удаленного управления станцией, подключения к диспетчерскому пульту, контролируют оборудование и его попеременную работу. Они снижают расход энергоресурсов и угрозу гидроударов; увеличивают срок эксплуатации ключевых структурных единиц системы, куда входят насосы, трубопровод, электропривод; облегчают обслуживание механизмов; минимизируют затраты на оплату услуг специалистов, поскольку требуют меньшей численности персонала.

Стандартная конфигурация блоков состоит из частотного преобразователя, программируемого контроллера, системы аварийного перехода на питание от запасного источника, защитных устройств (автоматических выключателей, УЗО и др.), панели с кнопками, индикаторов.

Нередко в конструкции предусматривается место для сетевого концентратора, который позволяет выполнить интеграцию с диспетчерской системой управления. Предустановленный в нем стабилизатор напряжения предупреждает его выход из строя под действием помех, создающихся активным частотником.

Срок окупаемости такой комплектации составляет примерно два года и зависит от мощности станции и количества объектов.

Основные функции шкафов этого вида дополняются:

автоматической остановкой насоса при обнаружении отсутствия жидкости (соответствующий сигнал выводится на пульт управления или отправляется диспетчеру). Аналогичную реакцию вызывают перегрев, заклинивание крыльчатки, КЗ в обмотке или системе обеспечения электричеством, поломка датчика;

приостановкой питания двигателя (или нескольких) при ошибочном подключении фаз. Подача энергии возобновляется после устранения ошибки;

оповещением об аварийном завершении работы преобразователя;

отображением текущего состояния двигателей (каждого по отдельности), их взаимной подстраховкой, установлением запрета на запуск аппарата с критическими ошибками в работе – завышенным потреблением тока, перегревом, заклиниванием ротора;

немедленным переходом на ручное регулирование и мониторинг. Оператор при этом получает полный контроль над процессом;

попеременным программируемым управлением электроприводами, автоматическим присвоением одному из них статуса основного (если необходимо) и др.

ШУН позволяют системам администрирования насосных станций достигать высоко технологичного уровня. Благодаря развитой в этой области диспетчеризации успешно обслуживать гидросистему крупного города могут всего десять специалистов без ущерба качеству процесса и оборудования.