Система автоматического управления и защиты погружного электродвигателя скважинного насоса Советский патент 1989 года по МПК H02H7/08 H02H7/09 

3150

ф реле 12 времени. Через контакт 13 э1того реле включается магнитный пус- 1 |атель 3, который замыкает силовые 1|онтакты 4 и включает электродвига- 1 скважинного насоса. Одновре- йенно запитьшается трехфазный вьтря- г|итель 16 и подается питание на управляющие электроды тиристоров 17, 5, 26. При правильном подключении (аз I, II, III сети к электродвигателю, обеспечивающем заданное нап- ;)авление вращения, последовательно :зключаются тиристоры 26, 25, 17, за- титывается обмотка реле 10 защиты, которое срабатьтает, размыкает контакт 11 в цепи питания реле 12 времени н замыкает контакт 35, запиты- вающий лампу 36, сигнализирующую, о включении насоса. При нормальном |включении насоса на его нагнетатель- |ной стороне появляется давление во- |ды, размыкается контакт 33, реле 12 ;времени выключается, контакт 14 размыкается, реле 10 защиты остается в сработанном состоянии, получая питание через резистор 18, которьй уменьшает гистерезис напряжений сра- батьгоания и отпускания реле 10 и по- вьштает его чувствительность к снижению напряжения питания и обрыву фазы. При повьиении уровня воды размыкается контакт 15, затем размыкается контакт 34, магнитный пускатель 3 выключается, электродвигатель 1 контактами 4 отключается от сети. Дальнейшая работа системы осуществляется как описано выше. При неправильном подключении фаз I, II, III к электродвигателю или при обрыве фазы тиристоры 17, 25, 26 не могут включиться в заданной последовательности, реле 10 защиты остается в исходном состоянии, электродвигатель 1 отключается от сети, при этом загорается лампа 39 аварии. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в системах водоснабжения на базе артезианских скважин. Цель изобретения - повышение надежности, срока службы погружного насоса и снижение эксплуатационных затрат. Работа системы может осуществляться при установке переключателя 5 режима управления в положения "Дистанционное" или "Автоматическое". При снижении уровня воды замыкается контакт 15. Через замкнутые контакты 11 и 33 включается реле 12 времени. Через контакт 13 этого реле включается магнитный пускатель 3, который замыкает силовые контакты 4 и включает электродвигатель 1 скважинного насоса. Одновременно запитывается трехфазный выпрямитель 16 и подается питание на управляющие электроды тиристоров 17, 25, 26. При правильном подключении фаз 1, П, Ш сети к электродвигателю, обеспечивающем заданное направление вращения, последовательно включаются тиристоры 26, 25, 17, запитывается обмотка реле 10 защиты, которое срабатывает, размыкает контакт 11 в цепи питания реле 12 времени и замыкает контакт 35, запитывающий лампу 36, сигнализирующую о включении насоса. При нормальном включении насоса на его нагнетательной стороне появляется давление воды, размыкается контакт 33, реле 12 времени выключается, контакт 14 размыкается, реле 10 защиты остается в сработанном состоянии, получая питание через резистор 18, который уменьшает гистерезис напряжений срабатывания и отпускания реле 10 и повышает его чувствительность к снижению напряжения питания и обрыву фазы. При повышении уровня воды размыкается контакт 15, затем размыкается контакт 34, магнитный пускатель 3 выключается, электродвигатель 1 контактами 4 отключается от сети. Дальнейшая работа системы осуществляется как описано выше. При неправильном подключении фаз 1, П, Ш к электродвигателю или при обрыве фазы тиристоры 17, 25, 26 не могут включиться в заданной последовательности, реле 10 защиты остается в исходном состоянии, электродвигатель 1 отключается от сети, при этом загорается лампа 39 аварии. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

; Изобретение относится к электро- технике и предназначено для исполь- ;зования в системах водоснабжения на базе артезианских скважин.

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

На чертеже представлена схема системы .

Система автоматического управления и защиты погружного электродвигателя 1 скважинного насоса для 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 управления с первым контактом 6, замкнутым в положении переключателя 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 управления, двухполупериодный трехфазный выпрямитель 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 пускателя - к вьгоодам соответствующих фаз электродвигателя 1. К выходному выходу 20 одного из контактов защитного автомата 2 первым вьшодом подключен первый контакт 6 трехпози- ционного переключателя 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 пускателя, второй вьшод которой подключен к другой точке 21 на соответствующее (линейное или фазное) .коммутируемое напряжение выходного вьшода 20 контакта sai piTHoro автомата 2. Первый вывод второго контакта 7 трехпозиционного переключателя 5 соединен с первым вьшодом первого контакта 6 этого переключателя, первый вьгеод обмотки реле 12 времени подключен к второму вьгооду обмотки 3 магнитного пускателя, а входы трехфазного выпрямителя 16 подключены к выводам силовых контактов 4 магнитного пускаг теля со стороны электродвигателя 1,

5

контакт 11 реле 10 защиты является размыкающим, а контакт 15 автоматического управления вьтолнен в виде размыкающего контакта датчика нижнего уровня 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 имеются второй 25 и третий 26 тиристоры, три диода 27- 29, третий 30, четвертый 31 и пятый 32 резисторы, размыкающий контакт 33 реле давления насоса и размыкающий контакт 34 датчика верхнего уровня воды в баке. Второй вывод второго контакта 7 трехпозиционного переключателя 5 через контакт 15 автоматического управления соединен с первым вьгоодом размыкающего контакта 33 реле давления насоса, вторым вьгоодом этого контакта подключенного к второму выводу обмотки реле 12 времени, размыкаюпщй контакт 33 реле давления насоса шунтирован размыкающим контактом 11 реле 10 защиты и первым вьшодом соединен с первым вьшодом первого блок-контакта 22 магнитного пускателя и с общей точкой кнопки Пуск 9 и первого контакта 13 реле 12 времени. Второй вывод второго контакта 7 трехпозиционного переключателя 5 через последовательно соединен-. ные размыкающий контакт 34 датчика верхнего уровня воды в баке и четвертый контакт 24 трехпозиционного переключателя 5 соединен с вторым вьшодом первого блок-контакта 22 маг- Iнитного пускателя и первым вьтодом третьего контакта 23 трехпозиционного переключателя 5, вторым вьшодом этого контакта подключенного к общей точке кнопок Стоп 8 и Ilycjc 9. Положительньй вывод трехфазного выпрямителя 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 выпрямителя 16. Управляющий электрод первого тиристора 17 через

15

20

при рабочем направлении вращения электродвигателя 1. Управляющий эле род третьего тиристора 26 через пос ледовательно соединенные третий дио 29 и пятьм резистор 32 соединен с вьгеодом фазы электродвигателя 1, последующей по отношению к первой фазе электродвигателя 1 при рабочем направлении вращения.

Обмотка 3 магнитного пускателя 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 пускателя и вторым вьшодом обмотки 3 магнитного пускателя включена цепочка последовательно соединенных замыкающего с выдержкой времени третьего контакта 37 реле 1 времени, второго размыкающего блок- контакта 38 магнитного пускателя и второй лампы 39 сигнализации.

Система работает следующим образом.

В автоматическом режиме замкнуты контакты входного защитного автомата 2 и контакты 7 и 24 переключателя 5. При снижении уровня в водонапорной бащне замыкается контакт 15 нижнего уровня. Через замкнутые контакты 1 1 и 33 включается реле 12 време-

30

35

40

45

50

55

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

150471А

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

0

при рабочем направлении вращения электродвигателя 1. Управляющий электрод третьего тиристора 26 через последовательно соединенные третий диод 29 и пятьм резистор 32 соединен с вьгеодом фазы электродвигателя 1, последующей по отношению к первой фазе электродвигателя 1 при рабочем направлении вращения.

Обмотка 3 магнитного пускателя 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 пускателя и вторым вьшодом обмотки 3 магнитного пускателя включена цепочка последовательно соединенных замыкающего с выдержкой времени третьего контакта 37 реле 12 времени, второго размыкающего блок- контакта 38 магнитного пускателя и второй лампы 39 сигнализации.

Система работает следующим образом.

В автоматическом режиме замкнуты контакты входного защитного автомата 2 и контакты 7 и 24 переключателя 5. При снижении уровня в водонапорной бащне замыкается контакт 15 нижнего уровня. Через замкнутые контакты 1 1 и 33 включается реле 12 време-

0

5

0

5

0

5

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

через переход зшравляющий электрод - ркатод тиристора 25 начинает протекать |ток, который открывает тиристор 26 и подготавливает к открытию тиристор 25 В следующий момент питание с фазы I подается на управляющий 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 выпрямителя 16 подключается обмотка реле 10 защиты. При включении реле 10 защиты размы- каются его контакт 11 в цепи реле 12 времени и замыкается его контакт 35, который включает лампу 36, сигнализирующую о включении насоса. При нормальном включении насоса на его нагне тательной стороне появляется давление воды и размыкается контакт 33, кото- рьй отключает реле 12 времени. Последнее своим разомкнувшимся контактом

14оставляет реле 10 защиты включен- ным через дополнительный резистор 18, который з меньщает гистерезис напря- |жений срабатывания и отпускания реле

10 защиты и повьппает его чувствительность к снижению напряжения питания и обрьша фазы о

При повьшзении зфовня в воДонапор- ной бащне размыкается сначала контакт Il5 нижнего уровня, но пускатель 3 продолжает оставаться включенным |через замкнутый контакт 34 верхнего уровня, замкнутый контакт 24 пере- |ключателя 5 и замкнутый блок-контакт 22 магнитного пускателя 3, При достижении верхнего уровня в водонапорной башне размыкается контакт 34, магнитный пускатель 3 отключается и возвращает всю систему в обесточенное ждущее состояние до тех. пор, пока уровень в башне не понизится и датчик

15снова не замкнется. В этом случае включается насос.

При включении насоса в момент отсутствия одной из фаз питания, например II, на управляющий электрод тиристора 26 питание не подается и он не открьшается. В результате этого реле 10 защиты не включается. Реле 12 времени через оставшийся замкнутьй контакт 11 реле 10 включается и через некоторое время, разомкнув свой контакт 13, обесточивает катушку магнитного пускателя 3, который отключает своими контактами 4 электродвигатель

1о Одновременно с этим через замкнутые контакты 37 реле 12 и 38 магнитного пускателя 3 включается сигнальная лампа 39 аварии.

Для снятия сигнала аварии переключатель 5 переводится в положение Отключено или в положение Дистанционное, После устранения неисправности переключатель 5 устанавливаетс в исходное положение Автоматическое и система начинает функционировать.

При включении насоса в случае обратного подключения фаз I, II и III сети к электродвигателю нарушается последовательность подачи питания на управляющие электроды тиристоров и реле 10 защиты остается в исходном состоянии, что приводит через заданное время к отключению насоса и включению сигнальной лампы 39 аварии..

При снижении питагацего напряжения или при обрьгое одной из фаз питания до или после силовых контактов 4 магнитного пускателя 3 во время работы насоса отключается реле 10 защиты, отключается насос и включается лампа 39 аварии.

При падении давления в нагнетательной линии насоса замыкается контакт 33 и через заданное время также отключается насос и включается лампа 39.

Для включения насоса в дистанционном режиме переключатель 5 переводится в положение Дистанционное нажатием кнопки Пуск 9, которая самоблокируется блок-контактом 22 магнит- иого пускателя 3 через контакт 23 переключателя 5. Защита электродвигателя от анормальных релшмов осуществляется аналогично автоматическому режиму. Принудительный останов насоса в дистанционном режиме осуществляется нажатием кнопки Стоп 8.

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

Формула изобретения

пускатель с обмоткой и силовыми контактами, трехпозиционный переключатель режима управления с первым контактом, замкнутым в положении переклчателя 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 управления, двухполупериодный Tpe фазный выпрямитель, первьш тиристор, первый и второй резисторы, причем входные выводы контактов защитного автомата служат для подключения к фазам питающей среды, а вЬкодные через силовые контакты магнитного пускателя подсоединены к выводам для подключения соответствующих фаз элекродвигателя, к выходному выводу одного из контактов защитного автомата первым выводом подключен первый контакт трехпозиционного переключателя, а к второму выводу первого контакта трехпозиционного переключателя через цепочку последовательно со.единенных кнопки Стоп, кнопки Пуск и первого контакта реле времени подключен первьш вьшод обмотки магнитного пускателя, второй вывод которой пред- назнач ен для подключения к нулевому проводу питающей сети или к выходном вьшоду другого контакта защитного автомата, при этом первьй вьшод второго контакта трехпозиционного переключателя соединен с первым выводом первого контакта этого переключателя первый вьшод обмотки реле времени подключен к второму вьшоду обмотки магнитного пускателя, а входы трехфазного выпрямителя подключены к выводам силовых контактов магнитного пускателя со стороны электродвигат е- ля, отличающаяся тем, что с целью повышения надежности, срока службы погружного насоса и снижения эксплуатационных затрат, первый контакт реле защиты выполнен размыкающим, а контакт автоматического управления - в виде размыкающего контакта датчика нижнего уровня воды в баке, магнитный пускатель снабжен замыкающим первым блок-контактом, а т5 ехпозиционный: переключатель снабжен третьим контактом, замкнутым в

JQ20 2530 ,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 пятьпЧ ризисторы, размыкающий контакт реле давления насоса и размыкающий контакт датчика верхнего уровня воды в баке, причем второй вьшод второго контакта трехпозиционного переключателя через контакт автоматического з равления соединен с первым вьшодом размыкающего контакт реле давления насоса, -вторым вьтодом этого контакта подключенного к второму выводу обмотки реле времени, размыкающий контакт реле давления насоса шунтирован размыкающим контактом реле защиты и первьп- вьшодом соединен с первым вьшодом первого блок-контакта магнитного пускателя и с общей точкой кнопки Пуск и первого контакта реле времени, второй вьшод второго контакта трехпозиционнного переключателя через последовательно соединенные размыкающий контакт датчика верхнего уровня воды в баке и четвертый контакт трехпозиционнного переключателя соединен с вторым йыводом первого блок-контакта магнитного пускателя и с первым вьшодом третьего контакта трехпозиционного переключателя, вторым выводом этого контакта подключен - ного к общей точке кнопок Стоп и Пуск, при этом положительный вьшод трехфазного вьшрямителя 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 выпрямителя, управляющий электрод первого тиристора через последовательно соединенные первый диод и третий резистор соединен с вьшодом для подключения первой фазы электродвигателя, управляющий электрод второго тиристора через последовательно соединенные второй диод и четвертый резистор соединен с вьшодом для подключения другой фазы электродвигателя, предыдущей по отношению к первой фазе при рабочем направлении вращения электродвигателя, а управляющий электрод третьего ти1115« 7U/,2

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

чающаяся тем, что обмоткас вьщержкбй времени третьего контакмагнитного пускателя шунтирована 4пта реле времени, второго размыканщего

цепочкой вновь введенных последова-блок-контакта магнитного пускателя и

тельно соединенных замыкающего вто-второй лампы сигнализации.