Особенности электроснабжения канализационных насосных станций
В идеале по линиям электропередач должно поступать напряжение правильной синусоидальной формы, однако на пути от электростанции до потребителя на это напряжение накладываются помехи переходных процессов, которые происходят в линии.
Источники помех:
- Преобразователи частоты без фильтров
- Устройства плавного пуска
- Пускатели мощных машин и аппаратов
- Конденсаторы производственного оборудования
- Молнии
Преобразователи частоты без фильтров
Современные преобразователи частоты с индуктивно-емкостными (LC) или активно-емкостными (RC) фильтрами не создают пиковых выбросов напряжения выше 850 В (при длине кабеля между преобразователем частоты и двигателем менее 100 м), что считается приемлемым. При эксплуатации двигателей в пределах заданных параметров и при обеспечении нормального охлаждения срок их службы будет приемлемым.
На выходе преобразователей частоты с широтно-импульсной модуляцией без LC- или RC-фильтра будет напряжение, отличное от правильной синусоидальной формы из-за импульсных выбросов напряжения. На расстоянии кабеля 1 м от преобразователя амплитуда импульсов составляет 850 – 1200 В (в зависимости от модели двигателя).
С увеличением длины между преобразователем и двигателем, величина выбросов напряжения также будет увеличиваться. Например, на расстоянии кабеля 200 м от преобразователя импульсный выброс напряжения в розетке кабеля двигателя увеличится вдвое, т.е. составит 1700 – 2400 В. Такие выбросы сказываются негативно на сроке службы двигателя, приводя к его сокращению. Для минимизации этого эффекта и для обеспечения оптимального срока службы двигателя, преобразователь частоты должен содержать хотя бы один RC-фильтр.
Устройства плавного пуска
Устройства плавного пуска оборудования гасят несинусоидальные токи и становятся источником шума в электросети. Если длительность фронта или спада импульса мала, то на практике такими импульсами можно пренебречь, поскольку они не будут оказывать существенного влияния на шумы в сети и на работу оборудования. Если при включении двигателя переходный процесс длится более трех секунд, то сопровождающие его несинусоидальные напряжения вызовут нагрев обмоток двигателя, что приведет к сокращению его срока службы.
Пускатели мощных агрегатов
Мощные агрегаты с прямым пуском или пуском «звезда-треугольник» могут создавать искрение и посылать значительные помехи в сеть, когда контакты разомкнуты. Данный тип помех представляет опасность для погружных насосов при эксплуатации их в изношенных и устаревших электросетях.
Пускатели производственного оборудования
Производственное оборудование часто содержит сложное управлении. Пускатели, которые используются в этих цепях и которые рассчитаны на работу с оборудованием высокой мощности, являются источником помех, поступающих обратно в сеть. Данный тип помех представляет опасность для погружных насосов при эксплуатации их в изношенных и устаревших электросетях.
Молнии
Удар молнии, попавшей непосредственно в насосную станцию, стартер или блок электропитания, обычно уничтожает все живые организмы, находящиеся поблизости, а также выводит из строя электрическое оборудование. Электрические помехи от удара молнии составляют не менее 20 – 100 кВ, а тепло, которое выделяется при этом в обмотках двигателя, может привести к их расплавлению.
Если молния попадает в высоковольтную сеть, то часть поступающего с ней электрического напряжения отводится в землю через установленные на трансформаторных подстанциях молниеотводы. При попадании молнии в низковольтную сеть наводки в 10 – 20 кВ могут попасть на стартер двигателя насоса.
Поскольку насосная станция расположена на некоторой глубине в грунтовых водах, которые являются идеальным проводником электрического тока, при попадании в нее молнии и при отсутствии у стартера и двигателя молниеотвода и заземления, или если они выполнены неправильно, вся насосная установка может выйти из строя.