Щит управления насосной станцией.
Общие сведения Щит управления насосной станцией представляет собой комплектное низковольтное устройство, обеспечивающее комплексную защиту и автоматизацию управления технологическими процессами перекачки воды.Схемы щитов управления разработаны на базе микропроцессорной техники с возможностью регистрации событий и параметров, и интеграции в систему АСУ по промышленному протоколу ModBus.Отличительной особенностью щита является то, что он обеспечивает энергоэффективное управление технологическим процессом работы станции, благодаря плавному пуску насосов, чередованию насосов в работе для контролируемой выработки ресурса насосных агрегатов и предотвращению выхода из строя во время простоя, обеспечивает защиту трубопроводов, насосных агрегатов от гидравлических ударов. Благодаря этому применение щита эффективно при модернизации действующих и строительстве новых объектов, в проектах которых были предусмотрены шкафы управления старых разработок. В настоящее время выпускаются щиты управления следующими насосными станциями: 1. Станция первого подъема воды.2. Станция второго подъема воды.3. Канализационная насосная станция. Щиты управления станциями объединяют следующие функции: 1. Резервирование питания.2. Управление и защита двигателей и механизмов от недопустимых режимов работы.3. Защита оборудования от затопления.4. Поддержание климата в помещении с помощью приточной и вытяжной вентиляции.5. Управление освещением.6. Учет наработки оборудования, учет воды, учет электроэнергии.7. Диспетчеризация. Применение щитов управления насосными станциями позволяет: -автоматизировать процессы перекачки воды;уменьшить влияние пуска двигателей на питающую сеть за счет ограничения бросков тока и провалов напряжения в сети; -уменьшить стоимость эксплуатации механизмов путем снижения механического износа и улучшения эксплуатационной готовности оборудования; -уменьшить стоимость проектных работ за счет применения комплектного щита управления насосными станциями. Структура условного обозначения:
| ШУ–К–910Х–ХХХ–ХХ–ХХХ 74Х–ХХ УХЛ4 | НКУ ввода и распределения электроэнергии |
| ШУ–К–910Х–ХХХ–ХХ–ХХХ 74Х–ХХ УХЛ4 | Производитель ООО «ПУ «Казаньэлектрощит» |
| ШУ–К–910Х–ХХХ–ХХ–ХХХ 74Х–ХХ УХЛ4 | Серия щитов управления насосными станциями |
| ШУ–К–910Х–ХХХ–ХХ–ХХХ 74Х–ХХ УХЛ4 | Тип щита:01 - Щит управления станцией первого подъема;02 - Щит управления станцией второго подъема;03 - Щит управления канализационной насосной станцией (КНС). |
| ШУ–К–910Х–ХХХ–ХХ–ХХХ 74Х–ХХ УХЛ4 | Исполнение НКУ по току главной цепи (см. табл.1) |
| ШУ–К–910Х–ХХХ–ХХ–ХХХ 74Х–ХХ УХЛ4 | Используемые комплектующие:Р - отечественного производства;S - силовая коммутационная аппаратура Schneider Electric. |
| ШУ–К–910Х–ХХХ–ХХ–ХХХ 74Х–ХХ УХЛ4 | Количество главных насосов: от 1 до 12 шт.При большем кол-ве надо заказывать несколько станций. |
| ШУ–К–910Х–ХХХ–ХХ–ХХХ74Х–ХХ УХЛ4 | Исполнение по номинальной мощности наибольшего из главных насосов (см. табл.2) |
| ШУ–К–910Х–ХХХ–ХХ–ХХХ74Х–ХХ УХЛ4 | Исполнение по напряжению:7 – главная цепь 380 В, 50 Гц;4 – цепи управления 220 В, 50 Гц. |
| ШУ–К–910Х–ХХХ–ХХ–ХХХ 74Х–ХХ УХЛ4 | Способ подвода кабеля:0 – сверху;1 – снизу. |
| ШУ–К–910Х–ХХХ–ХХ–ХХХ 74Х–ХХУХЛ4 | Степень защиты по ГОСТ 14254-96:31 – IP31; 54 – IP54; |
| ШУ–К–910Х–ХХХ–ХХ–ХХХ 74Х–ХХ УХЛ4 | Климатич. исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69.Возможные исполнения: УХЛ4, У3. |
Таблица 1. Исполнение по току главной цепи.
| Номинальный ток главной цепи, А | 63 | 80 | 100 | 125 | 160 | 200 | 250 | 320 | 400 | 500 | 630 | 800 | 1000 | 1250 | 1600 |
| Индекс | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 |
Таблица 2. Исполнение по номинальной мощности главных насосов
| Номинальная мощность, кВт | 7,5 | 11 | 15 | 18 | 22 | 30 | 37 | 45 | 55 | 75 | 90 | 110 | 130 | 160 | 200 |
| Индекс | 175 | 211 | 215 | 218 | 222 | 230 | 237 | 245 | 255 | 275 | 290 | 311 | 313 | 316 | 320 |
Основные общие технические характеристики щитотв управления
| Номинальное напряжение главной цепи | 400В |
| Частота | 50Гц |
| Номинальное напряжение цепей управления(с питанием по схеме фаза-нуль от главной цепи) | 220В, 50Гц |
| Номинальный ток главной цепи силовая коммутационная аппаратураотечественного производства | до 1600А |
| Номинальный ток главной цепи силовая коммутационная аппаратураSchneider Electric | до 1600А |
| Исполнение по виду обслуживания | Одностороннее или двустороннее |
| Исполнение по виду подвода кабеля | Сверху или снизу |
| Аппаратура управления | Программируемый контроллер |
| Интерфейс (протокол) передачи данных | RS-485 (Modbus) |
| Степень защиты щита по ГОСТ 14254-96 | IP54, IP31 |
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 |
Конструкция В качестве несущих конструкций используются напольные шкафы серий «Аккорд-М» разработки ООО «ПУ Ка-заньэлектрощит».Конструкция типового щита управления насосной станцией (далее – щита) представляет собой металлический шкаф со степенью защиты IР54 или IP31 по ГОСТ 14254-96 и односторонним (типовой вариант) или двусторонним обслуживанием. Конструкция щита обеспечивает легкий доступ к узлам в процессе монтажа и наладки. В зависимости от схемы в щит устанавливаются силовые коммутационные аппараты, защитные устройства, устройства автоматизации, устройства плавного пуска (УПП) или преобразователи частоты (ПЧ). С лицевой стороны на дверцах шкафов расположены органы управления и сигнализации, такие как: сигнальная арматура, переключатели режимов работы, панель оператора.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.В таблице 3 указаны габаритные размеры щитов (без учета АВР). Таблица 3.
| Тип щита | Типовой индекс | Ном. ток, А | Габариты | Габариты | Габариты |
| | | Высота | Ширина | Глубина |
| Комплектующие Schneider Electric | | | | | |
| ШУ-К-91Х- | 38S .. 40S | 63 .. 100 | 2200 | 600 | 600 |
| ШУ-К-91Х- | 41S .. 45S | 125 .. 320 | 2200 | 800 | 600 |
| ШУ-К-91Х- | 46S .. 48S | 400 .. 630 | 2200 | 1200 | 600 |
| ШУ-К-91Х- | 49S .. 51S | 800 .. 1250 | 2200 | 1800 | 600 |
| ШУ-К-91Х- | 52S | 1600 | 2200 | 2400 | 600 |
| Отечественные комплектующие | | | | | |
| ШУ-К-91Х- | 38Р .. 40Р | 63 .. 100 | 2200 | 600 | 600 |
| ШУ-К-91Х- | 41Р .. 45Р | 125 .. 320 | 2200 | 800 | 600 |
| ШУ-К-91Х- | 46Р .. 48Р | 400 .. 630 | 2200 | 1400 | 600 |
| ШУ-К-91Х- ШУ-К-91Х- | 49Р .. 51Р 52Р | 800 .. 1250 1600 | 2200 | 2000 2600 | 800 |
Габаритные размеры щитов уточняются заводом производителем при подготовке коммерческого предложения. Комплектация Щиты управления насосными станциями изготавливаются как с применением отечественных комплектующих, так и комплектующих фирмы Schneider Electric.В качестве вводных автоматов в щитах с применением комплектующих фирмы Schneider Electric применены автоматические выключатели серий:1. Compact NS на номинальные токи от 63А до 1600А. Отличительной особенностью данных автоматических выключателей является настраиваемая время-токовая характеристика. Это позволяет в сетях с низкими токами ожидаемых КЗ легко настроить защиту в соответствии с требованиями ПУЭ. В качестве вводных автоматов в щитах с отечественными комплектующими применены автоматические выключатели серий:1. ВА 57Ф35 на номинальные токи от 63 до 250А.2. ВА 57-39 на номинальные токи от 320 до 630А.3. ВА88 на номинальные токи от 63 до 1600А. Для плавного пуска насосов применяются устройства плавного пуска Altistart48 производства фирмы Schneider Electric или MCD3000 производства Danfoss.Для частотного регулирования насосов применяются преобразователи частоты Altivar61 производства фирмы Schneider Electric.В качестве устройства защиты и управления двигателем применяется прибор УЗУД-ЭП производства ООО «Горизонт», г. Екатеринбург. Основные функции УЗУД-ЭП: -защита от асимметрии тока; -защита от обрыва фазы; -защита от перегрузки по току; -максимально токовая защита;защита от перегрева обмотки статора (при наличии встроенного позистора); -защита от уменьшения сопротивления изоляции двигателя; -сигнализация отсутствия нагрузки на двигателе; -дистанционное включение двигателя, изменение уставок, контроль характеристик двигателя, чтение архива аварий по интерфейсу RS-485. Для контроля питающего напряжения могут быть применены трехфазные реле контроля напряжения RM4TR32 фирмы Schneider Electric либо реле ЕЛ-11 и РСН25М по выбору заказчика.Для контроля уровня жидкости применяются сигнализаторы уровня САУ-М6 и САУ-М2 производства «ОВЕН».Для контроля и управления системой вентиляции применяется контроллер приточной вентиляции ТРМ33 или ТРМ133 производства «ОВЕН».Щиты управления содержат источник бесперебойного питания (ИБП) со временем работы 3 часа. ИБП предназначен только для бесперебойной работы контроллера во время отсутствия основного питания. Оборудование станции от ИБП не запитывается. Щит может быть укомплектован GSM модемами MC35 или TC65.Щит может комплектоваться по заказу другими типами оборудования. Режим работы Щиты управления насосными станциями могут управляться как в местном режиме, с помощью панели оператора размещенной на двери щита, так и в дистанционном режиме, с помощью выносной панели оператора или с АРМ верхнего уровня по интерфейсу RS-485 (протокол ModBus). Панель оператора позволяет управлять всеми функциями щита. Органы управления и сигнализации служат для более эргономичного управления щитом, и теоретически могут не устанав-ливаться (с целью уменьшения стоимости щита). Панель оператора и органы управления и сигнализации могут быть вынесены в отдельно стоящий ящик.Щит может быть подключен к системе диспетчеризации по интерфейсу RS-485 (протокол ModBus). Выбор режима управления зависит от положения переключателя «Мест./Дист.». В положении переключателя «Мест.» по интерфейсу RS-485 доступны только команды чтения параметров щита.Щит состоит из нескольких систем. Управление каждой системой возможно как в автоматическом, так и в ручном режиме. Переключение режимов осуществляется для каждой системы индивидуально. При этом оператор может включить отдельно любое оборудование (насосы, освещение и. т. д.).Таким образом, переключателем «Местн. – Дист.» и режимами управления (ручной – автоматический) для каждой системы организуется 4 режима управления:1. «Местный», «Автоматический» режим. Станция управляет механизмами в автоматическом режиме, конфигурационные данные воспринимаются с панели управления, расположенной на щите.2. «Местный», «Ручной» режим. Станция позволяет управлять механизмами с панели управления, расположенной на щите.3. «Дистанционный», «Автоматический» режим. Станция управляет механизмами в автоматическом режиме, конфигурационные данные воспринимаются с внешнего интерфейса по протоколу ModBus.4. «Дистанционный», «Ручной» режим. Станция позволяет управлять механизмами с внешнего интерфейса по протоколу ModBus. Сигнализация и перечень контролируемых электрических параметров на дверях щитов На дверях щитов доступна следующая сигнализация:1. «Дистанционный» / «местный» режим.2. «Включен» / «неисправен» для каждой единицы оборудования.3. Уровень в емкости.На дверях щитов доступны для контроля следующие параметры:1. Линейное и межфазное напряжение на вводе.2. Ток по фазам.Все остальные параметры работы оборудования доступны с панели оператора, установленной на щите. Перечень данных, сигналов и измеренных электрических параметров, контролируемых и передаваемых в АСУ Текущее состояние щита управления станцией первого подъема можно оценить с верхнего уровня по битам ПЛК, приведенным в документации на программное обеспечение (ПО).Для регистрации, хранения и просмотра событий, произошедших с щитом управления 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». Дополнительные модули к щитам управления насосными станциями Для расширения функциональности щит управления КНС может быть укомплектован дополнительными моду-лями: -модуль М1 – контроль трехфазного напряжения (линейного и фазного) посредством вольтметра и переключателя. -модуль М2 – контроль трехфазного тока посредством амперметра трансформаторного включения. -модуль М3 – контроль наличия трехфазного напряжения посредством сигнальной арматуры. -модуль М4 – контроль напряжений и токов посредством измерителя многофункционального PM710. -модуль У1 – учет электроэнергии счетчиком непосредственного включения; -модуль У2 – учет электроэнергии счетчиком трансформаторного включения; -модуль З1 – модуль защиты от однофазного замыкания на землю; -модуль О1 – дополнительная выносная панель оператора (в типовом варианте щит комплектуется панелью оператора, размещенной на дверях щита); -модуль С1 – модуль освещения щита. Подключение щитов (описание клеммников) В связи с тем, что модификаций щитов управления может быть много, разработана система нумерации клеммников и описаны схемы их подключения. Перечень применяемых клеммников описан ниже. Перечень будет расширяться, но расширение не повлечет изменение проектируемых на данный момент установок с применением щитов управления насосными станциями. 1. Группы силовых клеммников: -клеммники подвода питания (XT1); -клеммники подключения главных двигателей (XT2); -клеммники подключения дополнительных устройств (XT3). 2. Группы сигнальных клеммников: -клеммники контроля вводных автоматических выключателей (X1); -клеммники контроля режимов работы станции (X2); -клеммники контроля главных двигателей (X3). -клеммники контроля вспомогательных систем (X4). -клеммники подключения датчиков(X5). -клеммники интерфейсов (X6). При использовании нескольких клеммников из одной группы, они должны различаться индексом через раздели-тельную точку. Например: X5.1, X5.2 и т.д. Необходимую схему (тип) подключения соответствующего клеммника следует брать из каталога схем. Если нужной схемы подключения нет, то необходимо согласовать с нами новую схему. Допус-тим, при необходимости подключения нового типа датчика, в каталоге будет документирован новый тип клеммника в подмножестве клеммников X5 (подключение датчиков).Клеммник X3 (подключение дополнительных устройств – освещение, вспомогательные механизмы) не описывается в каталоге и может разрабатываться проектными организациями на свое усмотрение.Если при заказе клеммники не указываются, то по умолчанию, щит содержит клеммники XT1 (тип1), XT2 (тип1), X2 (тип1), X5 (тип зависит от датчика), X6 (тип1). Каталог схем клеммников можно получить обратившись в технический отдел ООО "ПУ "Казаньэлекрощит", либо заказав Номенклатурный каталог компании.
