І.8. Електрообладнання, технологічний контроль, автоматизація та системи керування

Категорію надійності електропостачання електроприймачів водопровідних споруд належить визначати за «Правилами улаштування електроустановок» (ПУЕ:2009). Категорія надійності електропостачання насосних станцій має бути такою самою, як категорія насосної станції.

Електродвигуни мають працювати під такою напругою, яка відповідає їхній потужності, прийнятій схемі електроживлення та перспективам розвитку проектованого об’єкта. Тип двигуна належить вибирати з огляду на місцеві умови та характеристики приміщення, в якому встановлюють електрообладнання.
Розподільні пристрої, трансформаторні підстанції та щити керування потрібно встановлювати у вбудовуваних або прибудовуваних приміщеннях, беручи до уваги їх можливе розширення і збільшення потужності. Дозволено окремо встановлювати закриті розподільні пристрої та трансформаторні підстанції.
Переріз струмопровідних жил проводів і кабелів належить розраховувати, зважаючи на характер і величину навантаження згідно з чинними технічними нормами та правилами.
Якщо сумарна потужність встановлюваних електроприймачів становить 10 кВт і більше, обов’язково потрібно скласти проект електропостачання.

Система автоматизації споруд водопостачання має передбачати:

  • автоматичне управління основними технологічними процесами відповідно до заданого режиму або за заданою програмою;
  • автоматичний контроль основних параметрів роботи технологічного устаткування та його стан;
  • автоматичне регулювання параметрів, які визначають технологічний режим роботи окремих споруд та її ефективність.

Проектуючи системи автоматизації, телемеханізації та технологічного контролю, здебільшого потрібно використовувати типові конструкції і прилади та обладнання, що їх промислові підприємства виробляють серійно.
Система автоматичного управління має передбачати можливість місцевого управління окремими пристроями чи спорудами.

Автоматизація водозабірних споруд

На водозаборах підземних джерел при змінному водоспоживанні рекомендують передбачати таке управління насосами:
  • дистанційне або телемеханічне – за командами з пункту управління (ПУ);
  • автоматичне – відповідно до рівня води в резервуарі (башті);
  • автоматичне – відповідно до тиску в мережі.

Для керування глибинними насосами та автоматичного підтримання рівня води в башті можна застосовувати станції керування типу «Каскад» чи «Лоцман». Станція складається з блоку керування та захисту, датчиків струму та магнітного пускача. Як датчики рівня води можна використовувати датчики з замикальним контактом або електроконтактні манометри ЕКМ (див., наприклад, Рис. 24).

Станція виконує такі функції:
  • автоматичний пуск і зупинка електронасосів залежно від рівня води в резервуарі (башті);
  • пуск і зупинка насоса в ручному режимі;
  • дистанційний пуск і зупинка насоса;
  • вимкнення насоса в разі короткого замикання, тривалих перевантажень, а також перевантажень, що виникають внаслідок обриву однієї з фаз або асиметрії живильної напруги;
  • заборона автоматичного увімкнення насоса в разі зникнення живильної напруги однієї з фаз і зняття заборони на ввімкнення після відновлення напруги;
  • автоматичне вимкнення насоса в разі опускання рівня води у свердловині нижче від контрольованого рівня (захист від сухого ходу);
  • світлова сигналізація;
  • контроль навантаження в одній із фаз.


А – варіант із датчиками рівня води;
Б – варіант із датчиком тиску типу ЕКМ

1 – свердловина;
2 – глибинний насос;
3 – датчик сухого ходу;
4 – водонапірна башта;
5 – станція керування;
6 – датчик тиску типу ЕКМ;
7 – датчики рівня води

Рис. 24. Схема автоматизації роботи глибинного насоса

Автоматизація насосних станцій

Схема автоматизації має забезпечувати пуск і зупинку насоса після надходження керівного імпульсу, а також аварійне вимкнення насоса, якщо спрацьовує система електричного чи технологічного захисту.

Усі допоміжні операції (відкривання і закривання засувок, заливання насосів, охолодження підшипників і т. ін.), пов’язані з пуском і зупинкою насосів, а також увімкненням резервних насосних агрегатів, за винятком агрегатів станцій ІІІ категорії надійності дії, мають виконуватися автоматично.
У разі аварійного вимкнення насоса внаслідок дії захисних пристроїв, схеми управління насосами з пуском і зупинкою на закриту засувку мають забезпечувати подальше автоматичне закривання засувки. Якщо в процесі пуску виявилося, що засувка несправна, насос потрібно вимкнути.
Для спрощення схеми автоматизації та підвищення її надійності насоси зазвичай рекомендують установлювати під заливом (заповненими водою).
На автоматизованих насосних станціях робочі насоси мають вимикатися автоматично в разі затоплення машинного залу. Для насосних установок зі змінним режимом роботи належить передбачити можливість регулювання вихідних параметрів (тиску та подачі) насосних агрегатів.
Режим роботи установки рекомендують регулювати зміною кількості урухомлених агрегатів, дроселюванням потоку води та зміною частоти обертання насосів.
Система з використанням регульованого приводу зазвичай забезпечує економію електроенергії на 5-15%, а подеколи – навіть на 30%.
Зменшити експлуатаційні витрати можна також завдяки використанню в системі водопостачання накопичувальних резервуарів (башт) та триставкових (тризонних) лічильників обліку електроенергії. Тоді можна вибрати найощадливіший режим, що передбачає роботу свердловин у період дії пільгового тарифу (вночі) й подачу води вдень гравітаційно від башти. Контроль за параметрами системи та регулювання її роботи здійснюють за допомогою автоматичного блоку керування.
Споживачі можуть здійснювати розрахунки за електричну енергію за тарифами, диференційованими за періодами часу: тризонними (нічний, напівпіковий, піковий) та двозонними (нічний, денний). Для цього необхідно встановити багатозонний (багатотарифний) лічильник.
Встановлення такого лічильника доцільне у випадку, якщо споживач користується електроенергією в години мінімального навантаження в мережі, тобто в нічний час, коли діють інші, зменшені тарифи на електроенергію. Це може бути вигідним, зокрема, для водопровідних господарств. Ефективність використання багатозонних лічильників у кожному випадку індивідуальна, тому її потрібно вираховувати окремо.
Встановлюється багатозонний лічильник виключно за ініціативи споживача та за його кошт.
Необхідно пам’ятати: оскільки ціна багатозонного лічильника набагато вища від звичайного, його вартість окупиться за довший період (у кожному випадку індивідуально).
Для розрахунків за тарифами, диференційованими за періодами часу, згідно з Постановою НКРЕ України від 10.03.1999 р. №309 (у редакції постанови НКРЕ від 17.03.2011 р. №343) встановлено такі тарифні коефіцієнти.

Тарифи, диференційовані за періодами часу

   Період часу 
      нічний       денний       напівпіковий       піковий 
     Двозонні тарифи, диференційовані за періодами часу  
     Тарифні коефіцієнти  0,7       1,0     
     Тривалість періоду, год. з 23:00 до 7:00       в інші години     
     Тризонні тарифи, диференційовані за періодами часу 
     Тарифні коефіцієнти  0,4                        1,00       1,5 
     Тривалість періоду, год. з 23:00 до 7:00                з 07:00 до 8:00 
з 11:00 до 20:00 
з 22:00 до 23:00 
з 08:00 до 11:00
з 20:00 до 22:00      

Тарифи, диференційовані за періодами часу, визначають так: роздрібний тариф, розрахований відповідно до «Умов та Правил постачання електричної енергії за регульованим тарифом», множать на тарифний коефіцієнт для відповідного періоду часу.
← Назад    Далі →