119
АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ НАСОСНОЙ СТАНЦИЕЙ
СИСТЕМ МАШИННОГО ВОДОПОДЪЕМА
Хамудханов М.М., Акмолов Ж.Х., Насирдинов Б.А.
Ташкентский Государственный технический университет
имени Ислама Каримова
В условиях возрастающего дефицита водно-энергетических ресурсов актуальность зада-
чи снижения потребления электроэнергии на нужды машинного орошения водоподъемными
насосными станциями выдвигается на одно из первых мест. Поэтому обеспечение энерго – и
ресурсосберегающих режимов функционирования НС
является важной задачей, решение
которой позволит экономить при реализации ею технологического процесса водоподачи
значительное количество электрической энергии, что в масштабе республики может
составить порядка 16 – 18% от потребляемой НС СМВ.
Снижение удельных затрат электрической энергии и рациональное использование
водных ресурсов могут быть достигнуты, в
основном, с помощью регулируемого
электропривода насосных агрегатов, за счет изменения скорости (частоты) их вращения.
Построение замкнутых систем автоматического управления (САУ) по отдельным
контурам регулирования относится к классической теории автоматического регулирования.
Все особенности такого подхода использованы при построении САУ процессом
водоподачи насосных установок, в которой сигнал обратной связи снимается с датчиков
расхода, установленных на напорных трубопроводах (рис. 1) и путем плавного регулиро-
вания производительности одной из НУ обеспечивается
равенство между требуемым
графиком водоподачи и его покрытием (рис. 2). Данное устройство автоматического
управления технологическим процессом водоподачи с одним частотно – регулируемым
электроприводом насосного агрегата (рис. 3) функционирует следующим образом.
Рис. 1. Функциональная схема насосной
станции
Рис. 2. Принципиальная электрическая схема
силовой части САУ насосными агрегатами
Посредством задающего устройства ЗУ устанавливается требуемое значение подачи
насосной станции в соответствии с графиком водопотребления. При этом одновременно
поступают команды на пусковое устройство ПУ
1
и через блок сравнения БС на
управляющее устройство УУ преобразователя частоты ПЧ.
Пусковое устройство ПУ
1
подключает преобразователь ПЧ, который в свою очередь запускает асинхронный
короткозамкнутый электродвигатель АД
1
регулируемого центробежного насоса Н
1
. В
последующем напорная задвижка НЗ
1
, установленная на напорной сети
1
ТР
H
, открывается
по команде блока управления приводом напорной задвижки БУЗ
1
.
Сигнал, пропорциональный величине подаваемого расхода
воды центробежным насосом
Н
1
, от датчика расхода ДР
1
поступает через сумматор
С
в блок сравнения БС и далее от
120
него на вход УУ, который изменяет частоту ПЧ и, как следствие,
скорость вращения
приводного электродвигателя АД
1
(М1) регулируемого центробежного насоса Н
1
,
обеспечивая требуемое соответствие расхода воды графику водоподачи на данной ступени
поагрегатного регулирования.
Рис. 3. Блок схема устройства САУ насосной станции
В случае, когда требуемое значение водоподачи НС, устанавливаемое задатчиком ЗУ
расхода воды, превышает номинальные величины подачи насоса Н
1
, вырабатываемый
датчиком ДР
1
сигнал, достигая своего максимального значения, приводит к срабатыванию
блока выбора очередности запуска БВОЗ насосов Н
2
– Н
4
,
соответствующего пускового
устройства ПУ
2
– ПУ
4
и относящегося к нему блока управления приводом напорной
задвижки НЗ
2
– НЗ
4
, запускается один из приводных электродвигателей нерегулируемых НУ
и открывается соответствующая его задвижка на нагнетательном трубопроводе.
Нарастающий сигнал от соответствующего дат-чика расхода воды ДР
2
– ДР
4
поступает в
сумматор
С
, где по осуществлении операции суммирования последнего с сигналом от
датчика ДР
1
результирующий сигнал подаются на вход блока сравнения БС. Сигнал
рассогласования, полученный в результате сравнения сигнала, задающего требуемую
величину подачи НУ от задатчика ЗУ, с сигналом, пропорциональным действительной
величине подаваемого расхода насосами, снимаемым с сумматора
С
, поступает на вход
управляющего устройства УУ, изменяет частоту преобразователя ПЧ
и плавно снижает
скорость вращения АД
1
, тем самым уменьшая подачу регулируемого центробежного насоса
Н
1
до приведения в соответствие расхода воды, подаваемой НУ, с графиком ее водоподачи.
Если же определяемая задатчиком ЗУ требуемая величина подачи НУ оказывается
выше номинальных значений производительности обеих функционирующих центробежных
насосов Н
1
, Н
2
, то от датчика ДР
1
в блок выбора очередности запуска БВОЗ центробежных
насосов Н
2
– Н
4
вновь поступает сигнал, равный максимальному значению и пропорции-
ональный действительной величине номинальной производительности насоса Н
1
. При этом
происходит процесс подключения в работу последующего приводного электродвигателя.
Отключение приводных электродвигателей осуществляется по команде от задатчика ЗУ
расхода воды, причем отключение нерегулируемого АД происходит при уровне сигнала
датчика расхода воды ДР
1
, равного минимально
установленному его значению,
определяемому нижним пределом диапазона его регулирования.
Автоматическое управление процессом водоподачи НУ путем плавного изменения
производительности одного из центробежных насосов посредством регулируемого
электропривода позволит рационально использовать гидроэнергетические ресурсы за счет
экономии оросительной воды на каждой из ступени поагрегатного регулирования и снизить
удельный расход электрической энергии на единицу объема перекачиваемой воды.
