АВТОМАТИЗАЦИЯ ПОЛЬДЕРНЫХ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ

Осушительные насосные станции (НС) на польдерных системах работают с переменной производительностью. Чаще всего производительность НС изменяют дискретно путем изменения количества одновременно работающих насосов (при однотипных насосах) или же путем изменения комбинации одновременно работающих насосов (при разных насосных агрегатах). В таблице 1 приведен вариант дискретного изменения производительности насосной станции.

Знак (+) означает, что насос включен. Как видно, путем изменения комбинаций и количества одновременно работающих (всего пяти) насосов можно менять производительность насосной станции в 10 раз при постоянном шаге дискретности.

Для автоматического управления работой насосов можно использовать стержневое реле уровня, установленное в аванкамере, аналогичное показанному на рис. 5. Число коротких стержней датчика уровня воды должно соответствовать числу насосных агрегатов. Касание воды одного из этих стержней соответствует выработке команды на включение соответствующего насоса. По мере повышения уровня воды и последовательного касания все более коротких (или более высоко установленных) стержней датчика, все большее количество насосных агрегатов будет включено. При снижении уровня имеет место обратный процесс, т.е. насосы поочередно выключаются.

Таблица 1. Вариант дискретного изменения производительности

Насосной станции

Принципиальная электрическая схема управления электродвигателем одного насосного агрегата показана на рис. 10. При касании водой стержня датчика (рис. 5) срабатывает высокочувствительное реле P1. Если касание кратковременное, то никакой реакции на него не будет. Если же оно длительное, то сработает реле времени PB1 и замкнет свои контакты в цепи питания промежуточного реле РП1. Последнее замкнет контакты в цепи управления электродвигателя, и насос за-пустится. Он будет работать все время, пока уровень воды находится на отметках не ниже конца стержня датчика. Если же уровень в аванкамере понизился и стержень датчика воды не касается, то высокочувствительное реле P1 перейдет в исходное положение. Катушка РВ будет обесточена. Реле РП1 также перейдет в исходное положение, и его контакты разомкнут цепь управления электродвигателем. Насосный агрегат остановится. Остальные насосные агрегаты имеют аналогичные схемы управления.

Если уровень воды в верхнем бьефе насосной станции достаточно низкий и вода может удаляться с польдерной системы самотеком по специально построенной для этого сливной трубе, уложенной под дамбой, то включать насосы нецелесообразно. В этом случае устанавливают  в  верхнем  бьефе  стержневой  датчик  уровня  воды  с  двумя

Рис. 10. Система управления насосным агрегатом.

стержнями. Настраивают его на минимальный уровень воды, при котором возможно удаление ее с объекта самотеком. Если вода не касается стержней датчика, то (рис. 11) реле Р1 размыкает цепь питания промежуточного реле РП1. Его контакты размыкаются и обесточивают катушку контактора K1, который при этом выключит насосную станцию и сделает невозможным пуск какого-либо из насосов. Одновременно контакты реле РП1 замкнутся и откроется электрозадвижка на сливной трубе, уложенной под дамбой. Вода будет удаляться с осушаемой территории самотеком. Если же уровень воды в верхнем бьефе повысится и коснется стержней датчика, то сработают реле Р1, РВ и РП1. Включится электропитание насосной станции, и она войдет в дежурный режим (готовность к пуску). Одновременно замкнутся контакты реле РП1 и электрозадвижка на сливной трубе закроется. При повышении уровня насосы будут автоматически включаться.

В некоторых более ответственных случаях необходимо учитывать не только положение уровня воды в аванкамере насосной станции, но и скорость его подъема или понижения. В зависимости от этих двух параметров следует выбирать комбинацию или количество одновременно работающих насосов. Датчик уровня воды в аванкамере должен быть поплавковым с потенциометрическим преобразователем. Выходной величиной, несущей информацию о положении уровня воды, является электрическое сопротивление R_д преобразователя. Оно включено в состав мостика сопротивлений (рис. 12), выполняющего роль блока сравнения уровней заданного и фактического.

Рис. 11. Система управления задвижкой на водовыпуске.

Рис. 12. Система управления насосными агрегатами с коррекцией

по скорости хода уровня воды.

Задающее, устройство R₃ выполнено в виде потенциометра со шкалой требуемых уровней воды. С его помощью можно сбалансировать мостик сопротивлений в момент, когда уровень воды в аванкамере достаточно низкий и не требуется включения ни одного насоса. Для этого поворачивают ручку потенциометра R₃, добиваясь нулевого показания вольтметра. Если уровень воды начинает повышаться, то изменяется величина сопротивления R_д. Мостик сопротивлений разбалансируется. Появляется и все более возрастает выходное напряжение. Уровень воды достигает отметки, при которой нужно включить первый насосный агрегат. В этот момент изменяет величину переменного сопротивления R2 и добиваются срабатывания высокочувствительного реле Р1. Его контакты замкнутся и это будет команда для включения насосного агрегата №1. Аналогично настраивают командные реле P2, P3...Pn (по числу насосов). Таким образом, при повышении уровня насосы будут в определенном порядке включаться, а при его понижении – выключаться в обратном порядке.

Для учета скорости перемещения уровня воды введен дифференциальный блок с потенциометром R_диф. Чем выше скорость перемещения уровня, тем больше изменится R_диф. Это изменение внесет «свою долю» в разбаланс мостика сопротивлений и приведет к появлению повышенного значения U_вых и к включению большего количества насосов, чем в случае, если бы уровень повышался медленнее.

В результате получился пропорциональный авторегулятор с коррекцией по скорости, типа ПД. Он обеспечивает более высокое качество регулирования уровня воды в нижнем бьефе и надежно защищает осушаемую территорию от возможных затоплений.