Сервісний центр науково-виробничого підприємства «ТехноСервісПривід» до Ваших послуг
Артезіанські насосні станції для свердловин – вибір перетворювача частоти
1. Як ми вибираємо насосні станції?
2. Навіщо враховувати довжину моторного кабелю перетворювача частоти?
3. Коли на виході перетворювача частоти використовують вихідні фільтри і на що вони впливають?
4. Чи може перетворювач частоти захистити глибинний насос від «сухого» ходу?
5. Які виникають проблеми при заповнені трубопроводу?
6. Чи доцільно на виході насосної станції весь час підтримувати сталий тиск?
7. Для чого в перетворювачах частоти використовують таймер реального часу?
8. Що таке «сплячий» режим роботи насосної станції?
9. А що буде з перетворювачем частоти, коли датчик тиску вийде з ладу?
10. Чи може перетворювач частоти виявити пориви трубопроводу?
11. Від чого залежить надійність перетворювача частоти?
12. Про що ще не написано в цій статті про перетворювачі частоти?
13. Де краще купувати перетворювачі частоти і насосні станції?
14. Який перетворювач частоти Вам більш до вподоби?
1.Так вже ми влаштовані, що при виборі якогось товару ми намагаємося купити щось хороше і не дороге. Десь напівсвідомо ми віддаємо перевагу більш дешевій пропозиції, а потім переконуємо себе, що це саме те, що ми шукали. Так само ми підходимо і до вибору артезіанської насосної станції, але, як би ми не переконували себе в тому, що «бюджетна» насосна станція, яка укомплектована китайським і йому подібним перетворювачем частоти, це те, що нам треба, але реальні показники її роботи «вперто» свідчать навпаки. Щоб не бути голослівним давайте більш детально розглянемо основні вимоги до перетворювачів частоти, які працюють в системах артезіанського водопостачання.
2. Всі «бюджетні» (дешеві китайські, або виготовлені в Китаї і їм подібні) перетворювачі частоти можуть працювати з моторним кабелем, довжина якого не перевищує 25 – 50 метрів. Ну той що? – можете Ви запитати. Воно той нічого, але річ в тому, що довжина моторного кабелю артезіанських НС може сягати сотні метрів і при роботі таких ПЧ з довгим кабелем виникає перенапруга, яка може пробити ізоляцію глибинного насоса, або вивести з ладу перетворювач частоти. А чому виникає перенапруга в довгому моторному кабелі? Якщо коротко, то моторний кабель для вихідної ШІМ-напруги перетворювача частоти являється довгою лінією, в якій відбуваються хвильові процеси. А щоб дуже не «заморочуватися», то просто запам’ятаєте, що робота за межами технічних характеристик – це не є добре і ніколи до добра не приводить.
3. Для збільшення довжини моторного кабелю можна поставити вихідний фільтр – може сказати «бюджетний» опонент. Звичайно можна, але хто його Вам правильно розрахує – «вліплять», що є під рукою, а там хоч трава не рости. Добре, добре – якщо Ви вже так хочете, то сервісний центр поставить Вам бюджетний перетворювач Данфосс і укомплектує його вихідним du/dt-фільтром, або sin-фільтром, але вже «цимус» дешевизни пропадає, адже хороший фільтр також коштує недешево, це по-перше. А далі треба брати до уваги, що на вихідному фільтрі обов’язково виникнуть втрати, які зменшать ККД насосної станції на 2 – 3%. А це вже Ваші «рідні» втрати, за які прийдеться без толку платити на протязі всього часу роботи насосної станції, а це виливається в «кругленьку» суму, яка значно перевершить Вашу «економію» при покупці «бюджетного» перетворювача частоти.
4. Всі глибинні насоси потребують захисту від «сухого» ходу, а «бюджетні» перетворювачі частоти не вміють цього робити. Так можна використати окрему систему захисту глибинного насоса від «сухого» ходу скажете Ви. Звичайно можна, але цю систему треба ще купити за гроші, встановити на глибинний насос, прокласти до неї кабель, який буде постійно плутатися з силовими водопогружними проводами, так, що все не так просто. А що, є якась альтернатива? – звичайно є, це спеціалізований перетворювач частоти FC 202 компанії Данфосс, який випускається спеціально для систем артезіанського водопостачання. Аналізуючи швидкість насоса, його потужність і тиск в трубопроводі спеціалізований ПЧ автоматично захищає насосну станцію від «сухого» ходу без ніяких допоміжних пристроїв.
5. При першому включенні і при кожному наступному автоматичному включенні, при перебоях в електропостачанні, насосна станція повинна спочатку заповнити водою трубопровід. В таких випадках тиску в трубопроводі нема і глибинний насос виходить з робочої зони напірних характеристик і працює практично на вилив, споживаючи при цьому струм, значно більший номінального значення. Це небезпечно не тільки для насоса, а і для трубопроводу, адже при такому заповненні можуть виникати гідро удари, тому заповнювати трубопровід необхідно на пониженій швидкості насоса. Безпечне заповнення трубопроводу можна провести в ручному режимі роботи, але кожний раз приходити на насосну станцію не дуже зручно («облом», як каже моя внучка), а спеціалізований перетворювач частоти автоматично входить в режим заповнення трубопроводу і при його заповненні автоматично переходить в робочий режим.
6. Для нормального водопостачання на виході насосної станції необхідно підтримувати такий тиск, при якому в часи-пік у самого віддаленого, або у самого «високого» споживача тиск буде достатнім для роботи побутової техніки (0,8 – 1, 2 атмосфери). Коли розхід води зменшиться, то у кінцевого споживача тиск значно збільшиться, а це значить, що на виході насосної станції в час невеликого розходу можна зменшити тиск і отримати додаткову економію електроенергії. Як правило на таку можливість додаткової економії електроенергії при використанні частотного регулювання не звертають уваги, а дарма, адже 3 – 5% економії просто так не «валяються» на дорозі.
7. Той, хто хоче хоч якимось чином компенсувати розхід використовує зовнішній таймер, за допомогою якого переключає на насосній станції уставку тиску (величину тиску, яку необхідно підтримувати). Якщо ж Ви до економії електроенергії відноситеся по хазяйські, то Ви можете скласти графік (таблицю) підтримання оптимального тиску для насосної станції на протязі доби, але для цього Вам потрібно буде встановити декілька зовнішніх таймерів, що не дуже зручно, як при їх установці, так і при програмуванні. В спеціалізованих перетворювачах частоти FC 202 в плату управління вже інтегровано таймер реального часу, який дозволяє реалізувати любий графік підтримання тиску з урахуванням вихідних і святкових днів без ніяких допоміжних зовнішніх пристроїв.
8. При роботі любої артезіанської насосної станції є такий проміжок часу, коли розхід води дуже незначний, або зовсім відсутній, наприклад, вночі. В таких випадках доцільно, щоб перетворювач частоти зупиняв глибинний насос, а не просто зменшував його швидкість, при якій насос просто «перемішує» воду. Режим, при якому насос зупиняється при відсутності розходу називається режимом очікування, або «сплячим» режимом і дає додаткову економію електроенергії. Режим очікування може реалізувати тільки спеціалізований перетворювач частоти для систем водопостачання.
9. Практика експлуатації свідчить про те, що рано, чи пізно з датчиками тиску артезіанських насосних станцій виникають нештатні ситуації, наприклад: забився отвір датчика, обірвався кабель, який з’єднує датчик тиску з перетворювачем частоти, або просто датчик тиску вийшов з ладу. Якщо в таких ситуаціях вихідний сигнал датчика тиску пропадає, або стає від’ємним, то ПІД-регулятор перетворювача частоти «вважає», що тиск в системі зменшився і «намагається» підтримати його, збільшивши вихідну частоту ПЧ. Насосна станція починає працювати на максимальній швидкості, реальний тиск в трубопроводі збільшується, що може призвести до його пориву. В спеціалізованому перетворювачі частоти передбачена система перевірки наявності і величини сигналу зворотного зв’язку, яка перевіряє реальний сигнал датчика тиску і при його виході за межі допуску захищає насосну станцію від вище згаданого аварійного режиму роботи.
10. Ні для кого не секрет, що пориви трубопроводу не така вже й рідкість в системах артезіанського водопостачання навіть при використанні частотного регулювання. Причини можуть бути різні: проіржавіла труба, механічне пошкодження, хтось щось забув закрити і таке інше. Дуже важливо вчасно виявити порив трубопроводу і зупинити насосну станцію. Спеціалізований ПЧ аналізує тиск в системі, потужність і швидкість глибинного насосу і автоматично виявляє порив і зупиняє станцію. Це дуже важливий захист, адже вчасна зупинка насосної станції значно зменшує матеріальні втрати на ліквідацію самої аварії і її наслідків.
11. Що стосується надійності насосної станції, то вона в основному визначається надійністю перетворювача частоти. Про те, що надійність ПЧ залежить від якості комплектуючих елементів, від якості технологічного процесу виготовлення і зборки і від умов його експлуатації говорити не буду, воно і так зрозуміло. Хочу звернути Вашу увагу лише на те, що надійність також залежить і від схемних рішень. Наприклад, термін роботи електролітичних конденсаторів ланки постійного струму зменшується вдвічі, якщо на вході перетворювача частоти відсутні силові дроселі. Їх рідко хто ставить, адже дроселі дорогі, а в спеціалізованих ПЧ вхідні силові дроселі вже вмонтовано безпосередньо в корпусі ПЧ. Тепер Ви самі зможете оцінювати надійність перетворювачів частоти з урахуванням наявності, чи відсутності вхідних силових дроселів.
12. Можна ще розповісти, про автоматичну настройку насосної станції, про початкову швидкість ПІД-регулятора, про режим каскадного включення декількох артезіанських насосних станцій, які працюють на одну трубу, про режим компенсації розходу, про захист опорних підшипників глибинного насоса, про логічний контролер і ще багато про що, але стаття виходить довгою – не для Інтернету. Підводячи підсумки можна зробити висновок, що низька ціна необхідний, але не достатній аргумент при виборі перетворювача частоти для артезіанських насосних станцій і перевагу, все ж таки, необхідно віддавати спеціалізованим ПЧ, які дадуть і більшу економію електроенергії, і швидше окупляться, і краще захистять насос, насосну станцію і трубопровід від всяких аварій, і працювати будуть довше.
13. Купувати обладнання в сервісному центрі науково-виробничого підприємства вигідно, адже крім наукового і технічного потенціалу НВП «Техносервіспривід» ми одночасно являємося зразковим офіційним дистриб’ютором і офіційним сервісним партнером Данфосс. Тому ціни у нас привабливіші, а при необхідності проводимо гарантійний і післягарантійний ремонт нашого обладнання – це, так би мовити, техніко-комерційна сторона, але ще є чисто людські відносини, які ніхто ніколи не відмінить. Ми працюємо так (по крайній мірі прикладаємо максимум зусиль, щоб це було так), що при згадці про нас у Вас не буде з’являтися гримаса, як при зубному болю, і Ви не кривлячи душею зможете порекомендувати нас своїм колегам по роботі і просто знайомим.
14. На фотографії три перетворювачі частоти компанії Данфосс однакової потужності, з яких тільки одна серія VLT Micro Drive FC 51 не має вхідних силових дроселів, тому він і менший за розміром. Перетворювач частоти Данфосс серії VLT2800 так само, як і FC 51 відноситься до «бюджетних» і випускається в Китаї, але під наглядом спеціалістів Данфосс. Спеціалізованому VLT AGUA Drive FC 202, який виготовляється в Європі, власне і присвячена ця стаття, але можна ще добавити, що він оснащений «розкішною» локальною панеллю управління з графічним дисплеєм, на якому в реальному часі відображається 5 з 96 можливих параметрів, що дуже зручно, як при настройці, так і при експлуатації насосної станції.
