Потопяеми помпи за отпадни води

Изисквания при осигуряването на защита срещу индиректен допир дотоководещи части

Съгласно Наредба 4 за проектиране, изграждане и експлоатация на електрически уредби в сгради всички достъпни за допир токопроводими части в електрическата уредба се свързват със заземителна точка на захранващата мрежа. Свързването се осъществява чрез защитни проводници, които следва да са заземени в близост до всеки захранващ трансформатор или генератор.

В общия случай, заземената точка на захранващата мрежа е неутралата. Защитните устройства и импедансите на веригите се избират с характеристики, които осигуряват автоматично изключване при поява на дефект, в която и да е точка с пренебрежимо малък импеданс между фазовия проводник и защитния проводник или достъпната токопроводима част.

Видове технически средства за управление
Съвременните електронни технологии дават възможности за гъвкаво управление и мониторинг на системите за отпадни води с цел ограничаване на общите разходи и улесняване на поддръжката им. Сред най-често използваните технически средства са:
Локални панели за управление. Намират се непосредствено до или са вградени към помпите. Поддържат различна функционалност в зависимост от конкретните изисквания.
Ръчно управление. Най-елементарният метод за контрол. Никога не се използва като основен начин на управление на съвременните помпите, а само като авариен.
Релейно управление. В приложения, в които не се изисква мониторинг, се използват релейни системи за управление. Те обхващат блокове за пуск и стоп на помпите, ръчно регулируеми датчици за ниво, електрически блокове за последователност на пуска на помпите и локални дисплеи за визуализиране на информацията. Релейните системи за управление са с опростена конструкция и се отличават с висока надеждност. Подходящи са за вторични помпени станции, където не се изисква висока гъвкавост при настройката на системите.
PLC базирани системи. Контролни блокове на основата на програмируеми контролери (PLC) разширяват възможностите за мониторинг, съхраняване и анализ на данните от помпените системи. Също така предлагат висока гъвкавост за настройката им. Използването и коректната работа на PLC базираните системи зависи от степента на квалификация на персонала при избора, конфигурирането, инсталирането и поддръжката им.

Най-широко използвани сензори за ниво
Управляващият блок както на обикновените релейни системи, така и на съвременните PLC решения, функционира на базата на сигналите, генерирани от определени сензори. Сред тях са сензорите за ниво в шахтите, за състояние на първичното уплътнение и на изолацията на намотките на двигателя и захранващите кабели и т.н.
Сензорите за ниво осигуряват базова информация за всяка автоматизирана система за управление на помпи. В зависимост от вида си те дават информация за достигане на водата до определени нива или за текущото запълване на шахтата. Сред най-често използваните технически средства са трансмитери за налягане. Широкото им приложение при потопяеми помпи за отпадни води се дължи на високата им надеждност на работа. Счита се, че пиезоелектрическите сензори в стоманен или гумен корпус са особено подходящи за употреба в подобни приложения. Тъй като са чувствителни на замърсявания, обикновено се предпазват със специални тръби.

Ултразвуковите нивомери
са предпочитан избор, когато не съществуват възможности за контактно измерване на нивото. От друга страна, наличието на пяна и пара в отпадните води би могло да доведе до смущения, в резултат на което да се стигне до загуба на сигнала и невярно отчитане на нивата. Най-често ултразвуковите нивомери се прилагат като резервирано решение за аварийно високи нива.

Нивосигнализация чрез поплавъци
Поплавъците са най-използваният метод за нивосигнализация в системите за отпадни води. При тях съществува риск от заплитане на сензорите и отчитане на грешни нива. Затова те също се използват в качеството на резервен нивомер във системите, към които са поставени високи изисквания.
Друг ефективен метод за измерване нивото на течността са т.нар. камбани. Те се състоят от обърнат пластмасов конус и тръба, която води до превключвател в таблото за управление. При достигане на течността до основата на конуса налягането в тръбата се повишава и превключвателят включва помпата. Тя спира работа след предварително настроен период от време.

Средства за измерване консумацията на ток и работните часове
Сред мониторираните величини при помпите за отпадни води е входящият ток на едната или на трите фази на помпата. Той се следи от токови трансформатори и се преобразува в аналогов сигнал. Помпените станции, оборудвани с модерни управляващи системи, разполагат с измервателни средства за консумацията на електрическа енергия.
Блоковете за управление на мощните потопяеми помпи обикновено имат реле за отпадане на фаза. И трите фази на захранването се следят от специализирани релета. В случай на прекъсване на една от фазите се подава сигнал към команден пункт. Друга следена характеристика е броят на работните часове на помпата, както и броят на пусковете. Съвременните помпени системи са оборудвани с измервател на броя на работните часове, както и с брояч на пусковете на помпите. По този начин се редува работата на отделните помпи, включени в агрегата и се избягва задръстването на машините при продължителен престой.

Контрол на дебита и други параметри на помпата
Повечето помпени производители залагат на специални релета за следене на различни характеристики на помпата. Сред тях са: наличие на вода в маслената камера, на влага в намотките на двигателя, следене на изолацията на намотките на двигателя, мониториране на температурите на лагерите на помпата и на намотките на двигателя и т.н. Използването на специализирани релета има за цел да предпази, респективно да удължи живота на различните компоненти на скъпоструващите големи и скъпи потопяеми помпи за отпадни води.
Друга много важна характеристика за помпите е дебитът. Обикновено, той се измерва по косвен начин, т.е. в зависимост от времето, необходимо за напълване на басейн. Чрез специални софтуерни пакети се изчисляват входящият и изходящият дебит. Тази информация е полезна при анализ на общите разходи на системите и определянето на ефективността им.

Дистанционно управление и контрол
Автоматизираните системи за мониторинг и контрол на помпените системи съхраняват и обработват събраните данни. Сред изискванията към тях са да бъдат автономни и да съхраняват надеждно информацията, включително при прекъсване на електрическото захранване, в случай на наводнение и т.н.
Известно е, че помпените системи за отпадни води са проектирани да приемат допълнителни (аварийни) дебити. Въпреки това те не могат да избегнат преливането в случаи на бедствия. По тази причина съвременните автоматизирани системи за управление на помпите дават възможност за дистанционното им управление и мониторинг. Използваните първоначално визуални и звукови аларми извън помпените станции са се превърнали в сложни и децентрализирани системи за дистанционно управление. Те се базират на компютърни системи, контролиращи процесите в помпените станции. Контролните блокове работят като телеметрични изходи и са свързани с централен компютър.

GSM и телефонната мрежа се използват най-широко
Основна роля в подобни системи играе преносната среда. Връзката между контролния блок на помпената система и отговорните лица по поддръжката би могла да се осъществи чрез публичната телефонна мрежа, GSM модем, локални мрежи, радиомодем, фиксирани мрежи - наети линии, интернет, както и посредством комбинация от някои от изброените методи. За момента най-широко се използват телефонната и GSM мрежата.
Днес сервизните инженери имат възможността да получават SMS съобщения за авария, както и да управляват дистанционно помпените системи през мобилните си телефони и компютри. На фигура 1 е показан в схематичен вид начинът на комуникация при най-новите схеми за мониторинг и управление на потопяемите помпи за отпадни води. Съвременните системи предават данните според йерархични нива на достъп до оторизирани потребители.