В современных насосных станциях (НС) применяется два основных типа регулирования производительности – каскадное и частотное. Каскадное регулирование состоит во включении и выключении параллельно установленных насосов. Точность и экономичность регулирования при этом определяется количеством установленных насосных агрегатов. Частотное регулирование позволяет регулировать производительность насосных станций за счет изменения частоты вращения насосов с помощью преобразователей частоты (ПЧ).

        Комбинирование каскадного и частотного регулирования производительности насосных станций является наиболее эффективным средством рационального водопотребления как в жилищно-коммунальном хозяйстве, так и в промышленности.

        Одним из способов каскадно-частотного регулирования является способ управления, при котором все насосные агрегаты снабжены своими собственными преобразо-вателями частоты. Этот способ исключает появление гидроударов при пуске/останове дополнительных насосов, предотвращает возникновение в сети бросков напряжения, связанных с переходными процессами при пуске двигателей, а также обеспечивает поддержание необходимого давления в системе. Однако этот способ требует значительных материальных затрат.

        Другим решением, которое не только снижает броски тока в сети, уменьшает износ элементов электропривода и позволяет предотвратить гидроудар, является использование устройства плавного пуска (УПП) совместно с ПЧ с автоматическим каскадным включением насосных агрегатов. Точность регулирования давления при этом можно улучшить, усложнив алгоритм управления системы. Но этот способ целесообразен для низких напряжений и высоких токов. Для высоковольтных двигателей при относительно низких токах рекомендуется использовать способ регулирования, при котором ПЧ управляет только одним насосом, а остальным при необходимости подает сигналы на пуск и останов.

        Наиболее оптимальным, с точки зрения технико-экономических показателей, является способ управления, когда при невозможности обеспечить одним насосом требуемой производительности НС, в работу включается следующий. При этом первый двигатель подключается напрямую к питающей сети, а вступающий в работу – выводится на рабочую частоту с помощью ПЧ. Производительность второго насоса будет определяться выражением:

где Q_1H – номинальная производительность первого насосного агрегата; Q_c – потребление в сети в текущий момент; ΔQ_п – потери в гидравлической сети

        Для равномерного износа двигателей рекомендуется также менять их порядок подключения. Упрощенная схема этого способа приведена на рис.1.

        Контроль расхода и давления осуществляется в конкретных диктующих точках сети. Эта информация передается в программируемый логический контроллер (ПЛК),

где происходит сравнение текущих значений контролируемых параметров с заданными, и вырабатываются управляющие воздействия в систему регулирования. ПЛК обрабатывает поступающие на него сигналы от датчика расхода и давления, воздействует на ПЧ, который изменяет скорость вращения приводного двигателя насосного агрегата, и управляет подключением требуемого количества двигателей для обеспечения потребительских нужд. Специализированные ПЧ способны заменить ПЛК, так как вся логика уже есть внутри них. Следует отметить, что современные ПЧ способны регулировать подачу как по графику, так и по заданному расходу.

        Применение регулируемого привода насоса обеспечивает работу НС в зоне оптимальных значений КПД. А каскадно-частотное регулирование производительности НС позволяет оптимизировать эффективность работы насосных агрегатов в режиме неполной производительности, позволяет снизить на 50-70% потребление электроэнергии и способствует износостойкости и долголетию элементной базы системы водоснабжения.

Литература

1. Петров Д.«Регулируемый привод в насосных установках», журнал «Силовая электроника», 2005г. №4.
2. Копырин В., Бородацкий Е. «Автоматизация насосной станции с применением частотно-регулируемого электропривода», журнал «Силовая электроника», 2006г. №2.
3. Красильников А. «Применение автоматизированных насосных установок с кас-кадным управлением в системах водоснабжения», журнал «Строительный ин-жиниринг», 2005г. №12.
4. Проектирование насосных станций и испытание насосных установок/ Чебаев-ский В.Ф., Вишневский К.П., Накладов Н.Н. – М.: Колос, 2000. – 376с.