Пуско-защитное устройство (ПЗУ) и скважинный насос. Какой насос выбрать? Со встроенным или выносным ПЗУ Пуско защитные устройства для погружных насосов
Пуско защитное устройство скважинного насоса применяется для осуществления корректного запуска глубинного насоса с однофазным электродвигателем там, где источником воды является артезианская скважина. О том, что погружной насос оснащен однофазным электродвигателем, можно судить по свободно торчащему из него концу 4-жильного провода.
Что такое пускозащитное устройство и его элементы
Ручной штанговый насос, который ранее применялся для поднятия воды из глубины скважины, в настоящее время повсеместно вытесняется погружным. Однако электрификация процесса подачи воды накладывает свои требования и ограничения на используемое оборудование, несоблюдение которых неизбежно приводит к выходу его из строя.
Поломка насосного оборудования — это в первую очередь затраты на его ремонт, а в крайнем случае и на приобретение нового. Кроме того, прекращается водоснабжение на длительный срок. Стремлением избежать подобных неприятностей обусловлена необходимость установки вспомогательной аппаратуры, обеспечивающей бесперебойную подачу воды. Пускозащитный эффект в процессе работы устройства обеспечивают 2 его составных элемента.
Применением конденсатора достигается плавный запуск электродвигателя и последующий его разгон до рабочего режима. А наличие в его составе защитного теплового реле обеспечивает защиту при возникновении нештатной ситуации, а также отключает подачу питания в случае неисправности электродвигателя.
Наиболее часто встречаются следующие причины срабатывания пускового защитного устройства:
- Превышение рабочего напряжения. Возникает из-за скачков напряжения в электросети выше предельно допустимого уровня.
- Перегрузка по току. Причина — в повышенной нагрузке на скважинный насос, а также в случае его неисправности.
Основными элементами пускозащитного устройства являются:
- пусковой конденсатор или конденсаторный блок;
- защитное тепловое реле с автоматической или ручной перезагрузкой;
- соединительная клеммная колодка, предназначенная для удобства и обеспечения надлежащего качества подключения устройства.
Пусковое защитное устройство скважинного насоса может как изначально входить в его комплект, так и поставляться отдельно, однако в обоих случаях самостоятельного подключения избежать защитного оборудования не получится.
Схема подключения, при которой конденсатор выносится отдельно, наиболее часто применяется именно при использовании погружных насосов. Такой способ обусловлен большими трудовыми затратами при устранении неисправности встроенного ПЗУ. Раздельный принцип монтирования позволяет не извлекать электронасос из скважины, и в результате поломка устраняется гораздо быстрее и проще.
Критерии выбора пускозащитного устройства
Выбирая пускозащитное устройство скважинного насоса, необходимо обращать внимание прежде всего на мощность насоса, а также на соответствующую этой мощности емкость конденсатора. Они находятся в непосредственной зависимости друг от друга. Само по себе ПЗУ — это универсальное оборудование, и правильно подобранное устройство обеспечивает корректную и бесперебойную работу любого глубинного насоса.
Способ подключения
Подсоединение ПЗУ не представляет собой каких-либо трудностей, и наличие элементарных познаний в электротехнике позволяет самостоятельно выполнить все необходимые работы. Почти каждое изделие поставляется со схемой монтажа, которую можно найти на внутренней стороне крышки корпуса ПЗУ.
Однако в целях предотвращения случаев поражения электрическим током для подключения рекомендуется привлечь квалифицированного специалиста. Тем более не рекомендуется установка и использование самодельного устройства.
Есть множество причин для включения бытовых насосов через устройство плавного пуска.
Обычно погружной или поверхностный насос подключают через электромеханическое или электронное реле, блок автоматики или магнитный пускатель. Во всех перечисленных случаях сетевое напряжение подаётся на насос путем замыкания контактов, то есть через прямое подключение. Это означает, что на обмотки статора электродвигателя мы подаём полное сетевое напряжение, а ротор в это время ещё не вращается. Это приводит к появлению мгновенного мощного вращательного момента на роторе электродвигателя насоса.
Такая схема подключения характеризуется следующими явлениями при запуске насоса:
Скачки тока через статор (соответственно, и через подводящие провода), так как ротор короткозамкнутый.
В упрощённом понимании мы имеем короткое замыкание на вторичной обмотке трансформатора. По нашему опыту, в зависимости от насоса, производителя и нагрузки на валу, импульсный пусковой ток может превышать рабочий ток от 4 до 8, а на отдельных экземплярах и до 12 раз.
Резкое появление вращающего момента на валу.
Это оказывает негативное воздействие на пусковую и рабочую обмотки статора, подшипники, керамические и резиновые уплотнители, существенно увеличивая их износ и уменьшая ресурс службы.
Появление резкого вращающего момента на валу приводит к резкому повороту корпуса скважинного насоса относительно трубопроводной системы.
Мы неоднократно бывали свидетелями того, как из-за этого скважинный насос отсоединялся от трубопроводов и падал в скважину. В случае насосной станции на базе поверхностного насоса, установленного на платформу гидроаккумулятора, это приводит к разбалтыванию крепёжных гаек и разрушению сварных точек и швов гидроаккумулятора. Также при прямом включении насоса сокращается срок службы водопроводной и запорной арматуры, особенно в местах их соединения.
Принято считать, что гидроаккумулятор убирает гидроудары в системе водоснабжения.
Это действительно так, но гидроудары исчезают в трубопроводах только начиная от места подключения гидроаккумулятора. В промежутке между насосом и гидроаккумулятором при прямом подключении насоса гидроудар остаётся. В итоге на промежутке от насоса до гидроаккумулятора мы имеем все последствия гидроудара на все части насоса и на трубопроводную систему.
В системах фильтрации воды гидроудары, возникающие при прямом подключении насоса, значительно сокращают срок службы фильтрующих элементов.
Если локальная электросеть слабая
, то о запуске насоса мощностью более 1кВт при прямом подключении узнают и Ваши соседи по резкому спаду напряжения в сети в момент включения насоса.
Если локальная сеть КРАЙНЕ СЛАБА
, и Ваш сосед тоже получает удовольствие от жизни, подключив к сети все доступные электрические приборы, то скважинный насос, погружённый на большую глубину, может и не запуститься. Такой скачок напряжения может вывести из строя электронные приборы, подключённые в сеть. Известны случаи, когда при запуске насоса выходил из строя напичканный электроникой дорогостоящий холодильник.
Чем чаще включается насос, тем меньше его ресурс службы.
Частые запуски через прямое подключение приводят к выходу из строя пластмассовых муфт скважинных насосов, соединяющих электродвигатель с насосной частью.
Мы с Вами прошлись по проблемам, которые возникают при запуске насоса без устройства плавного пуска (УПП) .
Необходимо отметить, что и при выключении насоса без УПП с прямой схемой подключенияесть негативные моменты:
При выключении насоса также происходит гидроудар в системе, но теперь уже по причине резкого снижения вращающего момента на валу насоса, что равносильно созданию мгновенного разряжения.
Резкое снижение вращающего момента на валу насоса также приводит к повороту корпуса насоса, но в противоположную сторону.
Вспомним о трубопроводах и резьбовых соединениях насоса.
В обычных бытовых насосах электродвигатели являются асинхронными и имеют явно выраженный индуктивный характер.
Если мы резко прерываем подачу тока через индуктивную нагрузку, то происходит резкий скачок напряжения на этой нагрузке по причине непрерывности тока. Да, мы размыкаем контакт, и всё высокое напряжение должно остаться на стороне насоса. Но при любом механическом размыкании контакта присутствует так называемый «дребезг контактов», и импульсы высокого напряжения попадают в сеть, а значит попадают и в приборы, подключенные в это время к сети.
Таким образом, при прямом подключении насоса происходит повышенный износ механических и электрических частей насоса (как при запуске, так и при отключении). Также страдают приборы, включенную в эту же сеть, и уменьшается ресурс работы систем фильтрации и водопроводной арматуры.
Использование устройства плавного пуска («Акваконтроль УПП-2,2С») позволяет сгладить большинство описанных выше недостатков. В устройстве УПП-2,2С реализована специально рассчитанная кривая нарастания напряжения на насосе, позволяющая с одной стороны гарантированно запустить насос в самых неблагоприятных условиях эксплуатации, а с другой стороны плавно увеличить частоту вращения вала. Также в этот прибор встроена защита от низкого и высокого напряжения сети, чтобы оградить насос от экстремальных режимов работы и включения.
В УПП-2,2С используется фазное симисторное управление. В момент пуска на насос подается часть сетевого напряжения, которое создает вращающий момент, достаточный для гарантированного запуска насоса. По мере раскрутки ротора плавно увеличивается напряжение на насосе до момента полной подачи напряжения. После этого включается реле и отключается симистор. В итоге, при использовании УПП-2,2С насос подключён к сети через контакты реле, то есть так же, как и при прямом подключении. Но в течение 3,2 секунд (это время плавного пуска) напряжение на насос подаётся через симистор, что обеспечивает «мягкий пуск», без искр на контактах реле.
При таком запуске максимальный пусковой ток превышает рабочий не более чем в 2,0-2,5 раза вместо 5-8 раз. Используя УПП-2,2С , мы в 2,5-3 раза уменьшаем пусковые нагрузки на насос и во столько же раз продлеваем жизнь насосу, обеспечиваем более комфортную работу приборов, подключённых к электрической сети. УПП-2,2С можно назвать устройством с ресурсосберегающей технологией.
Зачастую предстоит владельцам загородных домов и коттеджей, хозяева рано или поздно сталкиваются с такой проблемой, как обеспечение водоснабжения своих домов.
Постоянно привозить воду и хранить её в больших емкостях можно только на этапе строительства, а в последующем проблема обеспечения водой решается другими способами. Одним из них является обустройство на участке отдельной скважины.
В ней для бесперебойного водоснабжения устанавливается насос. Такой насос может снабжать водой не только дом, но и огород.
Схема такого насоса и его характеристики подробно рассмотрены . В общих чертах центробежный насос состоит из
- ротора и статора
- рабочего колеса и вала
- направляющего аппарата и корпуса
- нагнетательно и всасывающего патрубков.
Немного теории
Для повышения производительности конструктивная схема насоса может изменяться.
Конструктивная схема параллельного соединения колес насоса
При параллельном соединении каждое лопастное колесо подает только часть общей подачи, создавая полный напор, поток в насосе делится на ряд параллельных струй. Такие насосы называют многопоточными.
При входе в насос поток делится на две части и поступает в лопастное колесо с двух сторон. Лопастное колесо в таком случае представляет собой объединение в одной детали двух лопастных колес, расположенных симметрично относительно плоскости, нормальной к оси насоса. При выходе из лопастного колеса обе части потока вновь соединяются и поступают в спиральный отвод.
Конструкция такого насоса получается очень компактной.
Конструктивная схема последовательного соединения колес насоса
При последовательном соединении каждое лопастное колесо создает лишь часть полного напора при полной подаче, напор в насосе возрастает ступенями.
Такой тип конструкции позволяет увеличить напор насоса во столько раз, сколько у него ступеней. Все колеса насажены на общий вал и образуют единый ротор насоса.
Система уравновешивания осевого давления, подшипники, сальники объединяют в одном общем для всех ступеней корпусе, что придает насосу компактность, уменьшает вес и снижает стоимость.
Схема подключения погружного насоса нужна для того, что посмотреть в каком порядке происходит соединение всех деталей.
Первым делом необходимо определиться с глубиной скважины. Глубина скважины определяется глубиной залегания грунтовых вод. Необходимо помнить, что расстояние от дна скважины до насоса должно составлять не менее 1 метра. Расстояние от верхней точки грунтовых вод до поверхности земли называется динамическим уровнем.
Для обеспечения бесперебойного всесезонного использования скважины, оборудуется специальный колодец – кессон. Глубина кессона должна быть не менее глубины промерзания почвы.
1. Труба, выходящая из скважины в кессон подрезается и соединяется с трубой, прокладываемой в траншее, идущей к дому. Таким образом, трубопровод, расположенный в траншее идущей к дому, должен находится на глубине не менее глубины промерзания почвы – т.е. на уровне нижней границы кессона. Рекомендуется в этой траншее закладывать две трубы: первая труда – водопровод, вторая – электропроводка.
Непосредственно перед узлом регулирования давления и гидроаккумулятором необходимо установить фильтр грубой очистки. Дополнительно такой же фильтр устанавливается на выходе гидроаккумулятора перед подачей воды в трубопроводную систему дома, но это требование носит рекомендательный характер.
Электрическая схема подключения насоса
Подключение насоса напрямую к электропитанию грозит быстрой поломкой центробежного агрегата и основная причина в том, что насос продолжит работать в холостую даже при падении уровня воды. Для бытовых систем водообеспечения правильным вариантом является включение в схему водоснабжения заводских блоков автоматики. Такие блоки называют - станциями управления насосом или гидроконтроллерами.
Основные функции гидроконтроллера:
Плавный пуск и плавная остановка насоса;
Автоматическое поддержание давления;
Защита насоса от скачков напряжения;
Защита от отсутствия уровня воды в скважине;
Защита от перегрузки в сети.
Такой блок автоматического управления скважинным насосом очень нужное устройство и поэтому, солидные фирмы включают его в комплектацию насоса, зачастую с ограниченным функционалом.
И электрическая схема подключения насоса в этом случае выглядит следующим образом.
1 - блок управления
2 - кабель насоса с вилкой
3 - кабель с розеткой
4 - автоматический выключатель
5 - розетка с заземлением
6 - насос
7 - кабель насоса
8 - ниппель
9 - обратный клапан
10 - нагнетающий трубопровод
11 - крестовина
12 - переходный ниппель
13 -металлорукав
14 - гидроаккумулятор
15 - трубопровод
Однако, для более долгой работы блока автоматики в схему подключения скважинного насоса необходимо добавить контактор, который обеспечит одновременное включение блока автоматики с погружным насосом.
Контактор – это высоконадежное изделие предназначенное для управления электрическими нагрузками, требующими большого количества включений/отключений.
Схема подключения реле насоса
В некоторых случаях, с целью экономии окончательной стоимости комплекта насоса, подключение выполняется без блока управления. Используется только реле давления.
Реле давления обеспечивает отключение насоса от электрической сети при достижении верхнего предела давления воды в гидроаккумуляторе и включение насоса при достижении давления воды ниже нижнего предела.
Одновременно с подключением реле давления к насосу в схему добавляют блок автоматики, который защищает насос от работы на сухой ход (отсутствие уровня воды в скважине).
Электрическая схема подключения реле давления и автоматики насоса в этом случае выглядит следующим образом.
Схема подключения насоса должна производится только специальным водопогружным кабелем, обеспечивающим надежное заземление. Стандартный влагозащищенный кабель в этом случае не подойдет. Длина проводки равна сумме динамического уровня насоса плюс расстояние от скважины до котельной.
Кабель крепится(припаивается) непосредственно к насосу, изоляция выполняется термоусадочной гидромуфтой. Сам процесс термоусадки довольно сложен, особенно при выполнении в первый раз, поэтому эту процедуру рекомендуется оставить профессионалам, поскольку превышение времени термоусадки грозит потерей эластичности и водостойкости, а недостаточная термоусадка характерна неполной гидроизоляцией кабеля.
Подключение ПЗУ (пускозащитное устройство) для погружных насосов
Пускозащитное устройство предназначено для первоначального запуска насоса и для последующего разгона его двигателя. Пуск является наиболее неблагоприятным режимом для электродвигателей и для того, чтобы предупредить негативные последствия, возникающие при пуске устанавливается ПЗУ насоса.
ПЗУ служит для защиты электродвигателя по току, осуществляя его автоматическое выключение при появлении перегрузки. Это осуществляется с помощью теплового реле, размещенного в корпусе насоса.
Кроме того, в устройство(вместе с реле) входят:
- конденсатный блок
- клеммы
Все эти элементы объединены в общую электрическую схему.
Схема подключения насоса к гидроаккумулятору
Гидроаккумулятор является одной из важнейших составляющих системы водоснабжения дома. Гидроаккумулятор используется для накопления воды, поддержания давления в водопроводной системе и при необходимости добавления воды в трубопровод (например, при падении давления).
Гидроаккумулятор представляет собой металлическую емкость, внутри которой размещена резиновая мембрана.
Схема глубинного насоса при подключении его к гидроаккумулятору должна включать реле давления и манометр. Для удобства обслуживания и контроля давления гидроаккумулятор размещается в котельной дома. Заводские настройки реле давления: нижнее - 1,5 Бар, верхнее – 2,8 Бар.
Перед подключением насоса к гидроаккумулятору необходимо убедится в наличии давления в баке. Давление в баке НЕ должно превышать давления, выставленного на реле. Рекомендуемое значение давления бака гидроаккумулятора должно быть на 0,2 – 1 бар меньше давления, выставленного на реле.
4. Подготовка к спуску насоса в скважину. Схема погружного насоса для обеспечения подачи воды в дом должна содержать: бочонок + обратный клапан + фитинг. Все резьбы уплотняются лентой ФУМ, за исключением перехода металл-пластик. Здесь применяется паста Анпак плюс льняная пакля.
Перед спуском насоса в скважину, сразу после подрезки выходящей из скважины трубы на нее надевается нижняя часть оголовка и резиновое кольцо-уплотнитель. Каждое соединение должно быть тщательно герметизировано, чтобы защитить систему от протечек.
Опускание насоса в скважину осуществляется с помощью троса из нержавеющей стали диаметром 4-5 мм. Трос подбираю с запасом два – три метра, для возможности закрепления его на концах: с одной стороны – это верхняя часть насоса (протягивается через специальные отверстия), на другой стороне крепятся специальные зажимы (или заклепка). Зажимы тщательно заматываются изолентой.
Трубу, по которой насос будет подавать воду в дом необходимо выпрямить на ровной поверхности. Рядом разматывается кабель электропитания, так же с тросом. Насос подготовлен к спуску.
5. Спуск насоса в скважину. Схема погружного насоса в скважину выглядит следующим образом. С помощью строительных стяжек, через каждые 1,5 – 2 метра необходимо закреплять трос в трубе.
После спуска на обсадную трубу надевают скважинный оголовок. Можно водный шланг, трос и кабель заранее продеть через отверстие оголовка, перед спуском. Оголовок будет предохранять скважину от попадания мусора.
6. Подключите конденсатор и проверьте работу насоса. Если вода выкачивается, значит можно обрезать трубу возле оголовка и соединять ее с трубой, проложенной в траншее для подачи воды в котельную. Соединение производится через муфту с цанговым зажимом.
7. Подключаем насос в розетку
На панели управления загорается сигнальная лампа. Включаем подачу воды для того, чтобы выпустить воздух из системы. Насос начинает работать, и вода поступает в гидроаккумулятор. Должен быть слышен шум воды.
После выпуска воздуха начинает течь вода. Закрываем кран. Следим за показаниями манометра: отключение насоса происходит после нагнетания давления 2,8 Бар. Затем пускаем воду из крана и проверяем работу насоса после снижения давления до 1,5 Бар. Насос снова в работе. Итак, цикл работы повторяется.
Если вы герметично подключили всю систему, то включение и выключение насоса будет осуществляться в соответствии с его настройками. Подключение насоса успешно завершено.
Схема установки не отличается высокой сложностью проводимых работ, но требует внимательного и последовательного выполнения каждого этапа работ. Для того, чтобы оборудование прослужило Вам длительный срок и не было поломок, внимательно отнеситесь к каждому этапу работ. В идеальном варианте – обратитесь за помощью к профессионалам.
Уважаемые корифеи!
У меня скважинный насос подключен через пуско-защитное устройство. И насос (какой-то китайский, мощностью 1,5 кВт) и ПЗУ устанавливались лет 10 назад. Сегодня провел ежегодную профилактику: отрегулировал давление включения / выключения и подкачал ГА. Затем запустил насос на полив. После минут 10 работы ПЗУ сработало. У меня стоит такое ПЗУ (см. файл во вложении). На нем справа есть красная лампочка и кнопка предохранителя. Так вот красная лампочка горела, а вернуть ПЗУ к жизни мне удалось, нажав на кнопку предохранителя.
Снова включил насос и начал набирать воду. Больше пока ПЗУ не срабатывало, хотя я набрал где-то литров 750 воды в бак, но красная лампочка горела все время до отключения реле давления.
Подскажите, пожалуйста, в чем обычно бывает причина срабатывания ПЗУ?
В ПЗУ стоит вот такой конденсатор (см. файл во вложении). Может он за 10 лет работы потерял свои характеристики и его надо заменить?
Заранее признателен.Может быть ответ и запоздалый, но если у Вас насос на 1.5 кВт, то его рабочий ток около 6,8 А, с учетом того, что тепловое реле выбирают из условия 1,2 от рабочего тока, то оно должно быть на 8,2 А. По данным на крышке блока управления, там стоит термореле на 8 А, т. е. оно на самой границе рабочего диапазона, совсем без запаса. И непродолжительная работа насоса с перегрузкой, возникшей от подклинивания крыльчатки или винта, пережатия шланга на полив с поднятием давления и т. п., могли вызвать срабатывание защиты.
А профилактику проводили? Если да, то что выявилось, и как насос работает в нынешнее время?
Почему задал вопрос, у меня у самого 1.5 недели назад начал сбоить блок управления. Насос включался на 20 секунд, потом выключался, а так как давление успевало подняться выше давления включения, то насос не включался, пока давление опять не падало. Путем блокировки реле давления удалось выяснить, что первое включение насоса длится 20 секунд, потом ПЗУ выключается на 8-10 сек, пока не остынет термореле, а потом второе и все последующие включения работают в цикле 8-10 секунд работает, 8-10 секунд отдыхает, поднимая при этом давление на 0.05 бар. Так термореле работать не должно, при срабатывании оно должно отключаться, и включить его можно, путем нажатия на кнопку. И чтобы накачать гидроаккумулятор с 2 бар до 3.5 бар надо ждать в режиме такого тактирования 10-15 минут. Трогаю термореле, оно температурой не выше 30-35 градусов. Автомат на щитке на 10 А не срабатывает. Термореле тоже на 8 А.
Провел эксперимент, закоротил термореле, после этого насос стал накачивать воду с 2 до 3.5 бар за 2.5-3 минуты.
На эти выходные взял токовые клещи, чтобы проверить ток потребления насоса. При пуске секунд 10-20 ток потребления 5.2 А, потом начинает падать до 4.8 А, а в конце цикла, когда давление поднимается до 3.5 бар, ток потребления падает до 4.5 А. Насос на 0.75 кВт, для него номинальный ток потребления должен быть около 3.4 А, ну с учетом потерь cosFi=0.8, то около 4.3 А. Насос тоже китаец, там может быть всё что угодно. Поэтому считаю, что с насосом пока всё в порядке, просто сломалось термореле, причем очень странно, срабатывает при токе в 5 А, причем контакт разрывает, а потом автоматически включается, но уже на меньшее время. Буду его менять.
