Плавный пуск водяного насоса

Зачем нужен плавный пуск насоса?

Есть множество причин для включения бытовых насосов через устройство плавного пуска.

Обычно погружной или поверхностный насос подключают через электромеханическое или электронное реле, блок автоматики или магнитный пускатель. Во всех перечисленных случаях сетевое напряжение подаётся на насос путем замыкания контактов, то есть через прямое подключение. Это означает, что на обмотки статора электродвигателя мы подаём полное сетевое напряжение, а ротор в это время ещё не вращается. Это приводит к появлению мгновенного мощного вращательного момента на роторе электродвигателя насоса.

Такая схема подключения характеризуется следующими явлениями при запуске насоса:

Скачки тока через статор (соответственно, и через подводящие провода), так как ротор короткозамкнутый.
В упрощённом понимании мы имеем короткое замыкание на вторичной обмотке трансформатора. По нашему опыту, в зависимости от насоса, производителя и нагрузки на валу, импульсный пусковой ток может превышать рабочий ток от 4 до 8, а на отдельных экземплярах и до 12 раз.

Резкое появление вращающего момента на валу.
Это оказывает негативное воздействие на пусковую и рабочую обмотки статора, подшипники, керамические и резиновые уплотнители, существенно увеличивая их износ и уменьшая ресурс службы.

Появление резкого вращающего момента на валу приводит к резкому повороту корпуса скважинного насоса относительно трубопроводной системы.
Мы неоднократно бывали свидетелями того, как из-за этого скважинный насос отсоединялся от трубопроводов и падал в скважину. В случае насосной станции на базе поверхностного насоса, установленного на платформу гидроаккумулятора, это приводит к разбалтыванию крепёжных гаек и разрушению сварных точек и швов гидроаккумулятора. Также при прямом включении насоса сокращается срок службы водопроводной и запорной арматуры, особенно в местах их соединения.

Принято считать, что гидроаккумулятор убирает гидроудары в системе водоснабжения.
Это действительно так, но гидроудары исчезают в трубопроводах только начиная от места подключения гидроаккумулятора. В промежутке между насосом и гидроаккумулятором при прямом подключении насоса гидроудар остаётся. В итоге на промежутке от насоса до гидроаккумулятора мы имеем все последствия гидроудара на все части насоса и на трубопроводную систему.

В системах фильтрации воды гидроудары, возникающие при прямом подключении насоса, значительно сокращают срок службы фильтрующих элементов.

Если локальная электросеть слабая, то о запуске насоса мощностью более 1кВт при прямом подключении узнают и Ваши соседи по резкому спаду напряжения в сети в момент включения насоса.
Если локальная сеть КРАЙНЕ СЛАБА, и Ваш сосед тоже получает удовольствие от жизни, подключив к сети все доступные электрические приборы, то скважинный насос, погружённый на большую глубину, может и не запуститься. Такой скачок напряжения может вывести из строя электронные приборы, подключённые в сеть. Известны случаи, когда при запуске насоса выходил из строя напичканный электроникой дорогостоящий холодильник.

Чем чаще включается насос, тем меньше его ресурс службы.
Частые запуски через прямое подключение приводят к выходу из строя пластмассовых муфт скважинных насосов, соединяющих электродвигатель с насосной частью.

Мы с Вами прошлись по проблемам, которые возникают при запуске насоса без устройства плавного пуска (УПП).

Необходимо отметить, что и при выключении насоса без УПП с прямой схемой подключенияесть негативные моменты:

При выключении насоса также происходит гидроудар в системе, но теперь уже по причине резкого снижения вращающего момента на валу насоса, что равносильно созданию мгновенного разряжения.

Резкое снижение вращающего момента на валу насоса также приводит к повороту корпуса насоса, но в противоположную сторону.
Вспомним о трубопроводах и резьбовых соединениях насоса.

В обычных бытовых насосах электродвигатели являются асинхронными и имеют явно выраженный индуктивный характер.
Если мы резко прерываем подачу тока через индуктивную нагрузку, то происходит резкий скачок напряжения на этой нагрузке по причине непрерывности тока. Да, мы размыкаем контакт, и всё высокое напряжение должно остаться на стороне насоса. Но при любом механическом размыкании контакта присутствует так называемый «дребезг контактов», и импульсы высокого напряжения попадают в сеть, а значит попадают и в приборы, подключенные в это время к сети.

Таким образом, при прямом подключении насоса происходит повышенный износ механических и электрических частей насоса (как при запуске, так и при отключении). Также страдают приборы, включенную в эту же сеть, и уменьшается ресурс работы систем фильтрации и водопроводной арматуры.

• PDF. Инструкция на устройство плавного пуска насоса «EXTRA Акваконтроль УПП-2,2С»
• JPG. Схема подключения УПП-2,2С после механического реле типа РДМ
• JPG. Схема управления УПП-2,2С с помощью сигнального кабеля
• Использование устройства плавного пуска («Акваконтроль УПП-2,2С») позволяет сгладить большинство описанных выше недостатков. В устройстве УПП-2,2С реализована специально рассчитанная кривая нарастания напряжения на насосе, позволяющая с одной стороны гарантированно запустить насос в самых неблагоприятных условиях эксплуатации, а с другой стороны плавно увеличить частоту вращения вала. Также в этот прибор встроена защита от низкого и высокого напряжения сети, чтобы оградить насос от экстремальных режимов работы и включения.

В УПП-2,2С используется фазное симисторное управление. В момент пуска на насос подается часть сетевого напряжения, которое создает вращающий момент, достаточный для гарантированного запуска насоса. По мере раскрутки ротора плавно увеличивается напряжение на насосе до момента полной подачи напряжения. После этого включается реле и отключается симистор. В итоге, при использовании УПП-2,2С насос подключён к сети через контакты реле, то есть так же, как и при прямом подключении. Но в течение 3,2 секунд (это время плавного пуска) напряжение на насос подаётся через симистор, что обеспечивает «мягкий пуск», без искр на контактах реле.

При таком запуске максимальный пусковой ток превышает рабочий не более чем в 2,0-2,5 раза вместо 5-8 раз. Используя УПП-2,2С, мы в 2,5-3 раза уменьшаем пусковые нагрузки на насос и во столько же раз продлеваем жизнь насосу, обеспечиваем более комфортную работу приборов, подключённых к электрической сети. УПП-2,2С можно назвать устройством с ресурсосберегающей технологией.

Как сделать плавный пуск воды из скважины и защиту системы водоснабжения

О том, как классно иметь дома скважину знают все. Это удобно и эффективно, пока ничего не сломается. А проблемы рано или поздно дадут о себе знать, и по закону подлости, в самый неподходящий момент. Отказываться от скважины и копать колодец — не вариант. Лучше предотвратить возможные аварии и защититься от них заранее.

Какой вариант водоснабжения лучше для частного дома

Вода со скважины поднимается специальным глубинным насосом. В зависимости от конструкции водоснабжения, она закачивается в специальный резервуар — гидроаккумулятор или подается прямо в водопровод.

Система с резервуаром больше подходит для частного дома. Например, для семьи из 3-4 человек в среднем хватает 70 л на день. Для такого водоснабжения понадобится: 50-литровый гидроаккумулятор на соответствующий объем, реле давления и насос со скоростью перекачивания 1 м3/ч. Все вместе будет стоить 100$.

Но, для отеля на 12 номеров такой вариант — нерентабельный, потому что понадобится резервуар размером как целый номер. 500-литровый гидроаккумулятор обойдется в 400$ и будет занимать много полезного пространства. Дешевле и эффективнее купить частотный преобразователь за 150-200$.

Водоснабжение с частотным преобразователем

Частотник регулирует обороты электромотора в зависимости от давления в водопроводе. Это работает по такому принципу:

1. На водопроводную трубу ставится реле давления, подключенное к частотному преобразователю;
2. Система включается в сеть и частотник плавно меняет характеристики тока насоса;
3. За счет этого он постепенно выходит на номинальные обороты;
4. При заполнении в трубах растет давление, и реле подает сигнал на частотник, уменьшающий скорость подкачки.

Какие преимущества такой системы?

Удобство для пользователя

Например, когда посетитель в отельном номере принимает душ, давление в водопроводе падает, и насос работает быстрее. Когда кран закручен, электромотор работает на малых оборотах, чтобы вода не стекала с труб. Так, если Вы открутите кран, она мгновенно начнет течь под нужным напором.

При включении каждый электродвигатель потребляет в 3-4 раза больше электричества — возникает пусковой ток. В этот момент сетевая нагрузка составляет соответственно 300-400% от номинальной. Пик держится доли секунды, пока электромотор не выйдет на нормальные обороты. Чем это опасно?

Вернемся к нашему отелю. Чтобы перебои с электроэнергией не оставили посетителей без благ цивилизации, любой ответственный хозяин установит генератор. Предположим, что мощность резервного источника будет 20 кВт, из которых 10 кВт сразу уйдет на освещение, кондиционеры, розетки с ноутбуками и т.д.

Мощность насоса — 5 кВт, но так как его пусковой ток равен 3 номинальным, на старте он возьмет все 15 кВт. Генератор может предоставить только 10 кВт, но электродвигателю этого будет мало. Такая нагрузка выведет генератор из строя, и в результате отель останется без света и воды.

Частотный преобразователь снимает пусковой ток. Если бы в предыдущем примере был частотник, нагрузка на генератор не превысила бы 15 кВт и он бы работал в безопасном режиме.

Длительный срок службы насоса

Пусковой ток вредит не только сети, но и электромотору. Каждый раз при включении он работает в нештатном режиме и кратковременно выдерживает нагрузку, на которую не рассчитан. Резкие пуски и остановки увеличивают износ электромотора. Частотный преобразователь делает плавную остановку, чем увеличивает срок эксплуатации в два раза.

Подобрать частотный преобразователь для скважинного насоса можно самостоятельно в интернет магазине компании АксиомПлюс (которая специализируется на подобном электрооборудовании любой сложности) или там же связаться по контактным номерам со специалистом.

Устройство плавного пуска для частного дома

УПП отличается от частотника тем, что оно не регулирует обороты, а только плавно включает и выключает электромотор. Чаще применяется для маломощных аналогов до 2 кВт. Синхронизируется с реле давления. Принцип срабатывания аналогичный частотнику: давление в трубах падает — насосный мотор включается, если поднимается до критического уровня — плавно выключается.

Что Вам даст УПП:

• Автоматическую подкачку — трубы всегда будут наполнены, а при откручивании крана вода мгновенно потечет под нужным напором;
• Отсутствие пусковых токов — не будут выбивать автоматы при каждом включении;
• Увеличенный срок службы электромотора.

Система водоснабжения с мембранным баком

Мы уже выяснили что для небольшого дома такая система обойдется дешевле предыдущей. Учитывая, что стоимость 50-литрового гидробака 60$ (ссылка на каталог гидроаккумуляторов с ценами), покупать вместо него частотник за 150$ нет смысла.

Принцип работы системы с резервуаром простой:

1. Вода закачивается в бак, чем увеличивает давление воздуха на мембрану;
2. По достижению выставленного уровня срабатывает реле и отключает насос;
3. Когда Вы откроете кран, гидробак начнет истощаться;
4. Внутри резервуара упадет давление, на что среагирует реле и снова сцепит контакты.

Есть ли смысл брать бак большего объема?

Разница в стоимости между баками разной емкости большая. Например, у производителя Roda 50-литровый бак стоит 60$, а 80-литровый — 100$. Исходя из этого возникает вопрос: на что влияет емкость бака?

С меньшим гидробаком насос будет чаще срабатывать, чтобы закачать воду. На производительность водоснабжения это никак не повлияет. В частном доме Вы не почувствуете разницу, будет гидробак на 24л, 50л или 100л — из крана будет течь одинаково.

Но, как только пропадет электричество — проявится разница. Вода не будет набираться, но гидробак останется заполненным. Она продолжит поступать в трубы под давлением. Но, мембрана «выдавит» не полную емкость. Так, например, 50-литровый бак самостоятельно выдаст 40л воды, а 100-литровый — 80л.

Сложность в том, что неизвестно, сколько времени у Вас не будет света — час, два или сутки. В этот временной промежуток вода не будет поступать в бак, и чем больше ее останется внутри, тем лучше. Поэтому, выбирайте объем по своему расходу. Для семьи из 3-4 человек хватит 50-литрового бака. 40 литров в среднем хватит на полдня, а при экономном потреблении — на сутки.

УПП для системы с гидроаккумулятором

В данной схеме водоснабжения не регулируются обороты двигателя. Он включается, заполняет бак и отключается, повторяя это систематически. Но, как быть с пусковыми токами?

В частных домах ставят маломощные насосы — до 1,5 кВт. Тем не менее на старте они потребляют 4 кВт. На первый взгляд, это не так и много. Но, учитывая что в доме пользуются и другой электротехникой (холодильник, кондиционер, электроплита), пиковая нагрузка достигнет 6-7 кВт.

Если у Вас стоит автомат на 25А — он расцепит сеть. И вся техника перестанет работать. Если это случится, когда Вас не будет дома, потечет холодильник и зальет кухню. При повторном включении история будет повторяться.

Чтобы предотвратить «кухонный апокалипсис», нужно убрать пусковые токи. Сделать это можно с помощью уже известного Вам УПП.

Есть ли смысл для водоснабжения стоимостью 100$ покупать УПП за 160$? Конечно — нет, потому что, в случае поломки дешевле купить новый насос, чем защищать этот. Но, с другой стороны, если у Вас стоит качественный итальянец за 300$, то лучше все-таки его защитить. Так он прослужит на 5 лет дольше, и скачков в сети не будет. Покупать УПП или нет — решать Вам, этот вопрос больше зависит от рентабельности покупки.

Важно! УПП увеличит срок эксплуатации, но не защитит от неправильной работы и скачков электричества.

Как защитить насос

В ходе эксплуатации он может столкнуться с рядом проблем: сухой ход, попадание песка, поломка винта и т.д. При каждой нештатной ситуации, электромотор работает неправильно, что может вывести его из строя. Самый простой способ предотвратить поломку — поставить реле защиты электродвигателя, его еще называют универсальный блок защиты (УБЗ).

От чего защищает УБЗ?

Блок защиты срабатывает в двух ситуациях:

• При возникновении проблемы в насосе, например при сухом ходе, когда электромотор начинает неправильно потреблять электричество. Реле фиксирует это и отключает его от сети;
• Если авария случилась в самой электросети, из-за чего, например, начались скачки напряжения. Реле чувствует их и расцепляет контакты.

Дорогие модели уже идут с защитой от сухого хода и других нештатных ситуаций. Набор функций можно изучить в инструкции. Если отсутствует какая-либо защита, нужно поставить УБЗ. Тем более его стоимость небольшая — от 20$.

УБЗ защитит от перепадов напряжения, перегрузки сети, но не от короткого замыкания, которое может «убить» не только электромотор, но и УПП, реле установленные на линии. Чтобы этого не произошло, поставьте автоматический выключатель.

От коротких замыканий защитит только автомат

Выбирайте его по мощности насоса. Номинал автомата указывается в амперах. Чтобы свести ватты и амперы к единственной величине воспользуйтесь одной из двух формул:

• для 220-вольтовой сети — I = P/U;
• для 380-вольтовой — I = P/(U√3 cos φ).

• I — номинальный ток (А);
• P — нагрузка потребителя на сеть (Вт);
• U — напряжение сети (В);
• cos φ — коэффициент мощности (указывается в техническом паспорте).

Например, если у вас «однофазник» на 1,5 кВт, при включении к нему будет течь ток:

1500Вт / 220В = 6,8А.

Для удобства можете воспользоваться таблицей подбора автоматов

В данном случае лучше поставить автомат на 8А, чем на 6А. Если Вы поставите более слабый автомат, от нагревания будет срабатывать термомагнитный расцепитель.

Стоит такой автомат 3-7$. Учитывая, что он защищает электротехники, как минимум, на сотню долларов, это — выгодное вложение.

Вы защитите водоснабжение от короткого замыкания, но что если случится утечка тока? Автомат от нее не защищает, а УБЗ ее банально не увидит. Значит, нужно поставить УЗО.

УЗО для защиты Вашего кошелька

Утечки тока случаются из ряда причин:

• Неправильно подобран кабель. Подключать нужно специальным глубинным полиэтиленовым кабелем. Если вместо него кинуть кабель из ПВХ, изоляция продержится год или два, но потом разгерметизируется и оголенный провод окажется в воде;
• Некачественный монтаж, например, в месте удлинения провод потеряет герметичность и на оголенный участок попадет жидкость;
• Разгерметизация корпуса из-за механических повреждений, плохой сборки и т.д. Из-за этого вода попадет на токоведущие части и случится утечка.

Чем она опасна? На первый взгляд, ничем, так как само водоснабжение заземлено. Техника не испортится и Вас не ударит током. Но, из-за аварии электричество будет уходить в землю, что проявится в платежках. Притом, Вы сами можете не знать в чем причина, но платить будете в разы больше. Чтобы не рисковать, застрахуйте кошелек и поставьте УЗО. Оно стоит всего 10$. Если не поставите, в случае аварии будете терять 20-30$ каждый месяц.

Предположим, что у Вас кабель подобран правильно, монтаж сделан идеально, а насос собирали под микроскопом дюжина ученых, тогда не ставьте УЗО — оно Вам не понадобится. Во всяком случае, никакие нормы не говорят о том, что там необходимо УЗО. Это прежде всего страховка, и ставить его или нет — решайте сами.

Если Вы решили ставить и УЗО, и автомат, установите лучше дифавтомат. По сути, это два устройства в одном корпусе — защищает одновременно от коротких замыканий и утечек. По цене выйдет то же самое, но проще монтируется и занимает меньше места в щитке.

Дифавтомат безопасно расцепит фазу в случае аварии. Но, не стоит забывать о безопасном включении и выключении и в базовом режиме. В этом Вам поможет контактор.

Для какого насоса нужен контактор?

В бытовых скважинах применяются маломощные аналоги и контакторы на них не ставят. Насос подключается напрямую к реле давления, а оно уже коммутирует цепь.

Что будет, если соединить линию на высокой нагрузке, с учетом пусковых токов, скажем так, 3-4 кВт? Контактная поверхность перегреется и начнет оплавлять корпус. Хуже, если возникнет электрическая дуга. История закончится коротким замыкание и пожаром.

При номинальной мощности 2 кВт или больше, подключать напрямую — опасно!

Контактная поверхность реле не рассчитана на высокую нагрузку. Установите контактор — это простое устройство, работающее по такому принципу:

1. Реле подает слаботочный сигнал на контактор;
2. Контактор коммутирует цепь с высокой нагрузкой;
3. При повторном сигнале, разрывает цепь.

Контактор гасит электрическую дугу и берет на себя нагрузку при коммутации цепи. Даже если номинальная мощность всего 1 кВт, постоянная нагрузка при включениях увеличит износ расцепителя в реле. Чтобы этого не произошло, поставьте минимальный контактор (пускатель) на 6А. Подойдет даже самый дешевый стоимостью в пару долларов. Подобрать можно там же — в АксиомПлюс.

Что будет, если не защитить систему подачи воды?

Чтобы водоснабжение дома было бесперебойным и эффективным, ему все же нужна защита. Бесспорно, насос — главный элемент в системе, но каким бы дорогим и качественным он не был, его ничего не спасет от короткого замыкания.

Аварии случаются не только под водой, но и в погружном кабеле и даже сети дома. Сложно предугадать, что сломается первым. Чтобы не играть в лотерею, лучше защититесь от всего и сразу.

Станции управления насосами

На базе преобразователей частоты серии ES024 компания «Эффективные Системы» производит станции управления , способные объединять в единую систему до 7 насосов номинальной мощностью от 1,5 до 315 кВт, номинальным напряжением 380 В. По техническому заданию заказчика возможно изготовление станций управления иных номинальных мощностей и напряжений.

В зависимости от потребности заказчика в станциях управления насосами производства компании «Эффективные Системы» могут быть реализованы следующие функции:

1. Настройка до 8 различных заданных уровней давления, которые необходимо поддерживать, распределенных по времени суток;
2. Возможность перехода системы в «спящий режим» при отсутствии водоразбора или при малом водоразборе, что позволяет существенно снизить энергопотребление;
3. Периодическая смена насосов, позволяющая обеспечить их равномерный износ и избежать ржавления резервных насосов;
4. Управление дренажными насосами, позволяющее контролировать уровень сточных вод;
5. Определение уровня жидкости и управление наполнением резервуара, позволяющие запускать насос в зависимости от количества жидкости в резервуаре и восполнять ее расход с заданным уровнем подачи;
6. Сигнализация о повышенном и пониженном давлении в трубопроводе;
7. Занесение в память токовых параметров до 7 двигателей насосов для обеспечения токовой защиты и защиты от перегрузки любого насоса, работающего в каждый конкретный момент времени;
8. Диагностика неисправностей, позволяющая автоматически выявлять и исключать из алгоритма работы системы неисправные насосы.

Для получения технико-коммерческого предложения свяжитесь с нами одним из указанных вверху и внизу данной страницы способом.

КРАТКАЯ СПРАВКА: ПЛАВНЫЙ ПУСК НАСОСОВ

На практике пусковой ток электродвигателей насосов в 3-5 и более раз превосходит номинальный ток. Это в конечном счете приводит к увеличенному тепловому износу изоляции обмоток статора (из-за этого в значительной степени снижается долговечность работы и надежность электродвигателя насоса). Помимо этого, если мощность питающей сети недостаточна, возможно краткосрочное падение напряжения, а это уже может негативно влиять на работу другого электрооборудования, запитанного от той же сети.

Прямой пуск насоса вреден и для агрегата и для скважины в целом, так как сопровождается гидроударами, которые разрушают запорную арматуру, трубопровод и сам насос. При прямом запуске скважинного насоса может наблюдаться сильный приток воды из водного пласта и это приводит к разрушению фильтровальной зоны, а, следовательно, к попаданию песка в скважину.

Единственным эффективным решением данных проблем является реализация плавного пуска насоса , для чего разработан целый ряд технических средств, в том числе устройства плавного пуска и преобразователи частоты.

Задача устройств плавного пуска — обеспечить защиту насосных агрегатов от высокого пускового тока, механических перегрузок, гидроударов, т.е. обеспечить долговечность и надежную эксплуатацию оборудования. Наряду с решением задачи плавного пуска применение преобразователей частоты при работе насосов позволяет согласовать производительность насоса с расходом перекачиваемой жидкости в каждый момент времени, что позволяет значительно снизить энергопотребление системы.

Перейдите в разделы, приведенные ниже, выберите необходимое оборудование и положите его в корзину. – Преобразователи частоты
– Оборудование для плавного пуска

для преобразователей частоты серий ES022, ES024, ES025 и ES026

Разработана и запускается в производство новая линейка оборудования

(с) 2002-2020 ООО “Эффективные Системы”
Контактная информация

Пусковые токи двигателей скважинных насосов

Пусковой ток скважинного насоса

Расчет системы питания любого погружного насоса должен включать в себя поправку на его пусковой ток. По разной документации, встречающейся в сети, пусковой ток принимают равным рабочему току насоса, увеличенному в 3-7 раз . Встречается упоминание даже 9-кратного множителя.

Давайте разберемся, от чего зависит величина пускового тока. В первую очередь, конечно – от модели двигателя. Чем больше и мощнее двигатель, тем более сильный инерционный момент его ротора , тем больше энергии нужно для его раскрутки. Поэтому расчетный множитель тока при пуске растет с 3 при полукиловатных двигателях до 4 для двигателей мощностью два киловатта.

Нагрузка на двигатель в момент его запуска тоже играет далеко не последнюю роль – свободно вращающийся ротор в насосе обеспечит при пуске меньший ток, чем нагруженный многометровым столбом воды в водопроводной магистрали.

Таблица множителей для пусковых токов насосов Grundfos SP

В таблице дана зависимость рабочего In тока в амперах и множителя для пускового тока Ist/In от мощности P2 для однофазных и трехфазных двигателей Grundfos линейки SP. Действующее время разгона – 0.1 секунды.

Пусть Вас не удивляет несоответствие потребляемого двигателем тока в таблице и мощности в киловаттах – производители двигателей для насосов дают в характеристиках мощность на валу двигателя, а она зависит от КПД и меньше потребляемой им электрической мощности. А сила тока приводится для двигателя при полной нагрузке.

Ограничение по количеству включений насоса в час связано с большим выделением тепла на обмотках двигателя пусковым током. При слишком частых включениях обмотки перегреются.

Слишком сильный перегрев обмоток приводит к потере изоляционных свойств лака, которым покрыты витки, межвитковому замыканию и выходу двигателя насоса из строя.

Побочные эффекты

При тяжелом режиме работы двигателя (большая высота напора, забит впускной фильтр, отложения в водопроводе, износ узлов насоса) величина и продолжительность пускового тока могут быть значительно больше расчетных.

Во время действия пускового тока увеличивается падение напряжения на кабеле питания насоса. Правила IES 3-64 допускают падение не более 4% от входящего напряжения.

Борьба с пусковым током

Прямой пуск от сети является самым простым и дешевым решением, но большой пусковой ток накладывает ограничения на его использование. Чтобы избавиться от этого недостатка, применяют другие способы:

1. Устройство плавного пуска – это наиболее эффективный метод уменьшения величины пускового тока. Один из его главных недостатков – большая стоимость преобразователя.

Для насосов Grundfos SQ и SQE нет ограничений по количеству запусков в час, потому что преобразователь частоты и устройство плавного пуска уже встроены в корпус двигателя.

Упрощенно работа УПП заключается в плавном наращивании напряжения на двигателе в течении 2-х секунд. За это время ротор успевает раскрутиться до необходимых оборотов, не увеличивая нагрузку на сеть.

2. Последовательное включение через трансформатор с несколькими обмотками. Для насосов обычно применяется 1 – 2 секции, которые ограничивают ток при включении, а по мере набора насосом оборотов по очереди выводятся из цепи. Первоначальное снижение напряжения происходит максимум до 50% от напряжения питания.

3. Для трехфазных двигателей насосов мощностью более 3 киловатт можно применить схему пуска с переключением со звезды на треугольник . В момент пуска двигатель включается по схеме “звезда”, дающая снижение пускового тока в 3 раза, и лишь после разгона двигателя соединение переключается по схеме “треугольник”.

Как правильно выбрать реле давления воды для насоса + регулировка и настройка

Реле давления воды для насоса: принцип работы, правильная регулировка, пошаговая инструкция по монтажу, преимущества и недостатки, советы по выбору.

Если в загородных владениях нет централизованного водопровода, не обойтись без оборудования автономной системы подачи жидкости из скважины или колодца. При этом необходимым звеном конструкции является насос. Режим функционирования этого устройства определяет многое. В свою очередь, функциональные возможности водонапорной станции зависят от реле давления воды для насоса, которое ответственно за управление ее работой.

Реле давления воды для насоса

Что такое реле давления воды?

Реле давления воды – это датчик для системы водоснабжения, который автоматически включает и выключает насос или насосною станцию при изменении давления воды. Реле имеет верхний и нижний пороги срабатывания.

Насосные агрегаты

Многие частные хозяйства не подключены к центральной водопроводной магистрали. Выходом из положения может стать размещение емкости, периодически наполняемой водой, однако такой способ не позволит обеспечить комфортное проживание. Оптимальным способом решения проблемы обеспечения жилища питьевой и хозяйственной водой становится бурение скважины или установка колодца.

Абиссинская скважина на воду

Установив у источника воды (или в нем самом) насос, есть возможность организовать поступление жидкости в постройки или использование ее для полива сада. При этом долговечность и надежность автономной системы снабжения водой в значительной мере зависят от используемого оборудования.

Насос позволяет обеспечить дом водой

Производители предлагают немало видов насосного оборудования, которое относится к погружному (целиком или частично опускаются в жидкость) или наземному типу. Они могут работать как от электрической сети, так и от жидкого топлива (выпускаются бензиновая и дизельная техника). В зависимости от назначения используются водяные (для скважин или колодцев), фекальные или дренажные модели устройств. Конструктив оборудования также может быть различным.

Фекальный насос с режущим механизмом NeoClima DP 1100 DK

Сам насос по праву можно назвать главной движущей силой водопроводной системы. А ее мозгом является реле давления.

Необходимость установки реле

Комплектация насосных станций, предлагаемых сегодня потребителю, включает блок автоматики, основным узлом которого считается реле давления. Без него нормальное функционирование всей системы невозможно. Те же, кто обладает определенными знаниями и навыками прокладки водопровода, могут оснастить систему автоматикой своими руками. Режимы работы насосного оборудования имеют большое значение. От этого зависят:

• потребление электричества;
• поддержание постоянного давления в трубах;
• долговечность всего оборудования.

Стандартная схема организации индивидуального водоснабжения предусматривает функционирование блока автоматики в паре с мембранным блоком — гидроаккумулятором.

Этот резервуар (его объем, как правило, находится в диапазоне 20…100 л) нужен для:

• компенсации гидроударов, способных вывести из строя узлы оборудования, снабжающего водой;
• создания давления в системе и резервного количества жидкости, требуемого для нивелирования пиков ее потребления.

Предназначение реле — чередование работы насоса и гидроаккумулятора. Оно производит соединение или разъединение контактов электрического привода, когда давление доходит до пороговых значений. Использование реле помогает ограничить количество запусков электромотора, что продлевает ресурс всего достаточно дорогостоящего оборудования и значительно снижает энергопотребление.

Устройство реле давления

Закрепляется реле, которое выглядит как миниатюрная коробка, на выходном патрубке. Оно работает так: при падении в системе давления ниже определенного уровня включается водозабор, а после того, как по мере заполнения резервуара гидроаккумулятора давление достигнет установленного значения, привод насоса отключается. Запаса жидкости в емкости хватает для того, чтобы умыться, а также налить стакан воды. При этом нет нужды каждый раз включать насосный агрегат.

Для чего нужен гидроаккумулятор

Калькулятор расчета объема гидроаккумулятора

Калькулятор расчета напора скважинного насоса для системы с прямой подачей воды

Типы приборов

Производители предлагают различные варианты устройств, которые относятся к электромеханическому или электронному виду. Они могут входить в комплектацию насосного агрегата или этот элемент можно установить самостоятельно.

Реле может входить в комплектацию насосного агрегата

Важно! Стоимость электронных приборов может превышать цену механических аналогов в пять раз и более.

Электромеханическое реле

Устройства этого типа давно и успешно применяются при монтаже систем водоснабжения. Несмотря на простоту конструкции, они зарекомендовали себя надежностью и удобством в использовании.

Цены на реле давления воды для насоса

Работа механического прибора основана на замыкании и разъединении контактов из-за изменения положения гибкой мембраны, находящейся внутри изделия. Она сопряжена с двумя пружинными элементами, откликающиеся на ее позицию. Одна пружина (более габаритная) установлена на максимум давления, другая — на дельту между верхним и нижним границами.

При достижении давлением минимума пластина ослабевает, контакты оказываются замкнутыми и электропривод насосного оборудования начинает работу. Если давление доходит до высшего порогового показателя, разъединяется контакт под пружиной и двигатель выключается. Упругость пружин меняется посредством регулирующих гаек. Чтобы установить срабатывание реле при более высоком значении давления, их затягивают. Ослабление приводит к уменьшению параметра.

Электромеханические реле давления

Электронный прибор

Для управления функционированием реле в моделях этого типа используются электронные датчики, которые измеряют напор при помощи пьезорезистивного эффекта.

Электронное реле давления воды для насоса

Электронные устройства оснащаются различными дополнительными опциями, например, возможностью плавного пуска или отключения работы станции в аварийной ситуации. Они проще настраиваются, пороговые значения давления выставляются более точно. Стоит отметить, что для бытового использования высокая точность срабатывания обычно не требуется.

Чаще всего электронные модели комплектуются собственным гидробаком небольшого объема, что позволяет дополнительно защитить систему от гидроудара. Изделия характеризуются высокой надежностью и долговечностью, но довольно капризны к качеству перекачиваемой жидкости. Поэтому для защиты реле требуется устанавливать фильтрующие элементы.

Электронное реле давления Optima EP-1 с защитой сухого хода

Важно! При настройке реле, имеющего пьезорезистивным датчик, не требуется проводить вскрытие коробки. Вся процедура производится при помощи кнопок, расположенных на лицевой панели.

Как выбрать нужное устройство

Рассматривая возможные варианты приборов, перед приобретением необходимо сделать акцент на целом ряде аспектов. Чтобы не было проблем с установкой и эксплуатацией изделия, важно изучить:

• рабочее давление;
• настройки пороговых значений давления производителя;
• показатели рабочего тока;
• напряжение питания;
• условия применения (есть приборы, не работающие при температурах ниже +5 градусов и влажности, превышающей 70%);
• пыле- и влагозащищенность;
• характеристики резьбы;
• вес и габариты изделия.

Как выбрать реле давления

Для многих критерием выбора также являются страна производства устройства и его марка. Выпускаются реле для применения в различных перекачиваемых средах. В быту, как правило, требуется изделие, работающее с обычной водой.

Имеющаяся в конструкции защита от «сухого хода» позволяет не допустить поломки насоса, если по каким-то причинам вода в него не закачивается. Такое устройство отключит агрегат при прекращении поступления жидкости, не допуская перегрева мотора.

Расположение клемм на корпусе реле давления воды

Важный нюанс, влияющий на выбор модели — ее стоимость. Она зависит от многих факторов: производителя, вида устройства, его параметров, наличия дополнительных функций.

Таблица. Сравнение характеристик некоторых пользующихся популярностью изделий.

Стоимость реле колеблется в широком диапазоне: 6…200 долл. США.

Как подключить и настроить прибор

Крепление устройства к насосному агрегату нельзя отнести к сложной операции. Для подключения используется накидная гайка (на рынке присутствуют модели и с внутренней резьбой). Реле соединяется при помощи переходника с пятью выходами, по которому проходит основная магистраль, подводится шланг от гидроаккумулятора и фиксируется манометр.

Один из самых главных этапов — правильно подключить провода. Они зажимаются и фиксируются гайкой и обжимным кольцом из пластика. Сечение кабеля подбирается исходя из мощностных характеристик насоса. Если установлена модель на 2 кВт, потребуется кабель, имеющий диаметр 2,5 мм.

Шаг 1. С реле снимается кожух. Для этого на нем откручивается винт.

Для начала нужно снять кожух

Внутри блока расположены клеммы для подключения реле к электропитанию (Line) и непосредственно насосу (Motor).

Шаг 2. Концы жил примерно на 5 мм освобождаются от изоляции (лучше всего для этих целей иметь специальные клещи).

Шаг 3. При помощи крестообразной отвертки отвинчиваются клеммы. С одной стороны в реле подводится питание. Концы проводов заводятся в винтовые зажимы (фазный и нулевой устанавливаются в клеммы, предназначенные для подключения к электросети, заземляющий фиксируется на общей клемме, расположенной снизу) и закрепляются.

Шаг 4. Аналогичным образом подключается электродвигатель насоса.

Шаг 5. Провода снизу затягиваются обжимными гайками, которые их надежно фиксируют.

Шаг 6. Крышка устанавливается обратно и прикручивается винтом.

Реле успешно подключено к воде и сети.

Проведение регулировки

Требуется не только грамотно выбрать подходящую модель реле и выполнить крепление с учетом рекомендаций производителя, но и провести настройку его параметров при необходимости. Это поможет обеспечить бесперебойное снабжение водой и требуемый напор в трубопроводе.

Для чего проводится регулировка реле:

• уменьшается напора выключения, что помогает продлить ресурс мембраны;
• повышается реальная вместимость мембранного бака;
• создается более стабильный напор в точках потребления воды.

Как регулировать реле давления

При приобретении устройства нужно знать, что на заводе уже была проведена настройка на определенный порог запуска и отключения оборудования. Обычно заводскими стандартами являются параметры 1,4 и 2,8 бар. Это означает, что при достижении 2,8 бар реле отключит насос, а при снижении давления до уровня 1,4 бар — запустит агрегат. Если предлагаемые производителем настройки не подходят, их можно отрегулировать.

Главный редактор проекта Stroyday.ru. Инженер.

Важно! Перед проведением мероприятия необходимо изучить паспорт насосного оборудования и узнать, на какое рабочее давление он настроен. Например, установив реле на отметку в 4 бар на насосе, который в состоянии создать давление только 3 бар, можно в короткие сроки добиться поломки оборудования. Обычно максимум давления не превышает 5 атмосфер (1 бар равен 0.987 атмосфер), иначе появляется риск повреждения уплотнительных соединений.

Чтобы провести корректировку пороговых давлений (пуска и отключения насоса), используются регулировочные гайки крупного и небольшого пружинных элементов (в ряде моделей предусмотрены регулировочные винты). Поворот детали направо приводит к росту давления, в левую сторону — уменьшает выставляемый параметр.

Регулировка давления насосной станции

Схема проведения регулировки.

1. Сливается вода (открываются краны), манометром определяется давление, когда производится запуск насосного аппарата.
2. При помощи более габаритной гайки корректируется нижнее давление.
3. Краны закрываются, фиксируется давление, при котором реле отдает команду на выключение привода насоса.
4. Гайкой небольшой пружины меняется (уменьшается или увеличивается) дельта между верхним и нижним порогами.

Процесс регулировки

Показатель опять замеряется. При необходимости проводится его повторная корректировка. При этом важно соблюдать интервал между нижним и верхним пороговыми значениями давления, который не должен превышать 1,2…1,6 бар. Проводить регулировку следует осторожно, иначе можно повредить устройство.

Важно! При большой разнице пороговых значений насосное оборудование включается реже, тем самым экономя электричество. Но при этом перепады в системе станут более ощутимыми.

Таким образом, настроив показатели верхнего и нижнего пороговых давлений, можно отрегулировать работу насосной станции. При проведении мероприятия необходимо придерживаться некоторых правил:

• запрещено выставлять максимально допустимое давление;
• нельзя закручивать регулировочные гайки до упора;
• при настройке важно придерживаться рекомендаций производителя.

Реле давления автоматизирует включение и выключение насосной станции

Специалисты рекомендуют отслеживать работу водоснабжения и вносить коррективы в настройки. Для этого три-четыре раза в год следует спускать воду из гидробака, определять давление воздуха и, при необходимости, подкачивать его или стравливать до достижения оптимального уровня.

Реле давления играет особую роль в работе системы водоснабжения. Его неисправность может привести к безостановочной работе станции, закипанию воды, в результате чего в лучшем случае какие-то детали придется заменить, а в худшем случае — есть риск лишиться гидрофора.

Видео — Реле давления воды. Зачем?

Пуск центробежного насоса

Центробежные механизмы не ограничиваются вентиляторами, существуют и другие устройства, обеспечивающие движение рабочего тела за счёт центробежной силы, среди которых большое распространение получили центробежные насосы. Причина такой популярности объясняется простотой, высокой производительностью и надежностью таких устройств.

Если рассмотреть конструкцию центробежного насоса упрощённо, то это всего 2 основных элемента:

• крыльчатка (колесо с лопастями), закреплённая на валу;
• кожух (обычно спиралевидный), формирующий внутреннюю камеру.

При вращении крыльчатки жидкость, находящаяся во внутренней камере, под действием центростремительной силы отбрасывается от центра колеса к стенкам рабочей камеры, создавая на периферии избыточное давление. Находясь под избыточным давлением, жидкая среда выталкивается через напорный патрубок. Одновременно с этим в центральной части камеры создается разряжение, за счет чего новая порция жидкости всасывается в кожух через входной патрубок.

Как мы видим, принцип работы один в один с центробежными вентиляторами. И это не удивительно – законы физики едины в независимости от рабочей среды.

В силу того, что центробежные насосы работают с жидкой фазой вещества, к их внутренней конструкции предъявляются повышенные требования в части герметизации рабочей камеры от приводного агрегата (электродвигателя).

На основе общих свойств существует весьма условная классификация центробежных насосов:

• по количеству рабочих колёс на одно- или многоступенчатые;
• горизонтальные и вертикальные (скважные) – по расположению оси вращения;
• до 0,2 МПа – конструкция низкого давления, от 0,2 до 0,6 МПа – среднего, более 0,6 МПа – высокого;
• поверхностные и погружные;
• и другие.

В рамках статьи интересует прежде всего классификация по способу расположения насоса: поверхностные и погружные центробежные насосы (скважные).

1. Достоинство поверхностных насосов в простоте технического обслуживания, а основной недостаток в невысокой производительности (по сравнению с погружными), что ограничивает применение таких устройств для подъема жидкости из глубоких скважин;
2. Насосы погружного типа при меньших габаритах корпуса способны создавать более высокий напор перекачиваемой жидкости, чем поверхностные насосы. Среди недостатков сложность технического обслуживания и повышенные требования к прочности, водонепроницаемости конструкции и к устойчивости материалов к коррозии.

В качестве привода центробежного механизма обычно используют асинхронный электродвигатель с непосредственным креплением к валу. Мы уже рассказывали в предыдущих публикациях, что кроме явных преимуществ синхронные электрические машины имеют и некоторые недостатки. Наиболее существенным считается большой пусковой ток при прямом пуске (непосредственном подключении двигателя к питающей сети при помощи обычного пускателя).

Если говорить о центробежных насосах, то проблема заключается не только в большом пусковом токе асинхронного привода, но и в износе запорных механизмов и трубопроводов вследствие возникающих волн давления (гидроударов) при слишком быстром старте и останове электродвигателя. Как итог – повреждения трубопроводов.

Выбор УПП для центробежного насоса

Исходя из выше описанного режим пуска поверхностного центробежного насоса можно отнести к разряду нормальной работы (как было описано в предыдущей статье), где значение пускового тока не превышает 3,5хIн, а время пуска возможно в диапазоне 10…20с.

Дополнить можно информацию тем, что погружные центробежные насосы, как правило, многоступенчатые (количество рабочих колес), а с учетом давления водяного столба испытывают несколько большее сопротивление нагрузки по сравнению с поверхностными центробежными насосами. В какой-то степени можно провести аналогию между погружными центробежными насосами и вентиляторами высокого давления, хотя чисто технически это не верно. Но назначение и преимущество погружных насосов именно в способности создать более высокий напор перекачиваемой жидкости.

Как следствие, у погружных центробежных насосов присутствует момент сопротивления на валу двигателя. Кроме того, такие механизмы относятся к категории тяжелого режима пуска, где необходимое значение пускового тока до 4,5хIн при времени разгона в пределах 30с.

Здесь отлично справятся устройства плавного пуска (УПП), например УПП серии SSI и SBI. Эти устройства имеют 6 режимов пуска двигателя с установкой начального напряжения в диапазоне 30-70%, ограничение пускового тока 50-500% от номинального значения, а время плавного пуска в пределах 1 минуты. Преимуществом данных серий УПП будут 12 разновидностей встроенной защиты двигателя.

Модели различаются наличием встроенного обводного контактора (байпаса) в модели SBI и отсутствии его в SSI.

Важная ремарка: мы рассмотрели устройство и проблемы пуска центробежных насосов с короткозамкнутым электрическим приводом как наиболее распространенные в промышленности и быту. В действительности существуют и другие типы насосов, некоторые из них, например, винтовые или вихревые возможно рассмотреть как частный случай центробежных (в части устройства плавного пуска). Но, в свою очередь, такие как вибрационные насосы не стоит путать с вышеописанными.

Использование УПП даёт возможность избежать “проседания” в питающей электрической сети, уменьшить износ запорных механизмов и трубопроводов вследствие возникающих волн давления (гидроударов) при слишком быстром старте и останове электродвигателя , продлив срок их эксплуатационный срок, снизив расходы на обслуживание и производственные потери на простой.

В таком серьёзном вопросе как подбор устройства плавного пуска самостоятельно разобраться будет сложно. Для решения конкретной задачи лучше обратиться к специалистам – инженерам компании «Русавтоматизация».