Защита погружного электродвигателя от "сухого хода"

• Автор: Исупова, Александра Михайловна
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Зерноград
• Количество страниц: 150 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ЗАЩИТЫ ПОГРУЖНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ «СУХОГО ХОДА» НАСОСА В СИСТЕМЕ СЕЛЬСКОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

1.1 Особенности системы водоснабжения животноводческих ферм

1.2 Причины выхода из строя ПЭА

1.3 Причины выхода из строя погружных электродвигателей

1.4 Аналитический обзор защит погружных электродвигателей

1.5 Выводы и постановка задач исследования

2 ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЗАЩИТЫ ПОГРУЖНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПРИ «СУХОМ ХОДЕ» НАСОСА
2.1 Обоснование тока срабатывания защиты погружного электродвигателя от «сухого хода» насоса
2.1.1 Анализ влияния процессов, происходящих в центробежном многоступенчатом насосе, при «сухом ходе» на ток статора погружного электродвигателя
2.1.2 Анализ влияния отклонения напряжения питания на ток ста-
тора погружного электродвигателя
2.2 Обоснование выдержки времени при срабатывании защиты погружного электродвигателя от «сухого хода» насоса
2.3 Выводы по главе
3 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ И ОБРАБОТКА ДАННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Планирование эксперимента
3.2 Методика проведения эксперимента
3.3 Обработка результатов эксперимента
3.4 Выводы по главе

4 МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ СТАНЦИЙ ЗАЩИТ И УПРАВЛЕНИЯ
4.1 Модернизация существующих станций защит и управления
4 4.2 Разработка устройства защиты на основе микроконтроллера
4.3 Выводы по главе
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА УСТРОЙСТВА ЗАЩИТЫ ПОГРУЖНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ «СУХОГО ХОДА»
5.1 Расчет показателей надежности защиты погружного электродвигателя от «сухого хода»
5.2 Расчет показателей экономической эффективности защиты погружного электродвигателя от «сухого хода».
5.3 Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
В сельском хозяйстве обеспечение животных и птиц доброкачественной водой является одним из важнейших условий охраны здоровья и повышения их продуктивности. При недостаточном потреблении воды нарушается нормальное пищеварение, задерживается выведение из организма ненужных и вредных продуктов обмена, происходит обеднение крови водой, наступает лихорадка [1].
Известно, что для производства одного литра молока корове требуется от 3 до 5 литров воды. Корова, у которой высокие надои, выпивает в среднем 5-8 литров воды в минуту [2].
При содержании свиней вода является одним из важных питательных элементов в их рационе. Свиньям, как правило, необходимо 2,5 литра воды на каждый килограмм потребляемого сухого корма [3]. Любое ограничение в воде отрицательно сказывается на потреблении корма, а значит - и на потенциале продуктивности свиней.
Для кур сокращение нормы питьевой воды наполовину снижает яйценоскость более чем на 15% [4]. Яйца при этом получаются легче, а сами куры худеют граммов на 200 [4]. Из-за срывов поения снижение живой массы несушек может составить от 5 до 15% [5]. У молодняка при возобновлении поения вволю живая масса восстанавливается за 72 часа [5].
Кроме удовлетворения потребностей животных и птицы в питьевой воде, её много требуется для поддержания нормальных санитарно-зоогигиенических условий (для подмывания вымени и мытья животных, для очистки помещений, дезинфекций, подготовки кормов, мытья посуды и пр.).
В настоящее время в 90% случаях потребности в воде для нужд животноводства обеспечивают системы механизированного водоснабжения, состоящие из: водозабора с насосной станцией, разводящей сети и регулирующих сооружений (водонапорных башен и резервуаров для хранения противопожарного запаса воды) [6, 7].

получили название реле протока с функциями реле давления или пресс-контроля.
Защита по «сухому ходу» осуществляется благодаря встроенному в реле датчику протока, который регистрирует фактический расход жидкости через реле. Отключение электродвигателя происходит с выдержкой времени после наступления «сухого хода».
Однако реле давления и реле протока больше подходят для использования в системах водоснабжения приусадебных участков, применение их для водоснабжения животноводческих ферм является весьма затратным.
Ещё одним следствием ухода воды из скважины будет снижение, тока статора погружного электродвигателя, поскольку при уменьшении, перекачиваемого насосом объема воды, будет снижаться мощность, подводимая к насосу по сравнению с мощностью, подводимой, в номинальном режиме работы.
1.5 Выводы и постановка задач исследования
Анализ основных причин выхода погружных электродвигателей из строя показал, что следствием большинства аварийных ситуаций является изменение тока, протекающего по обмоткам статора погружного электродвигателя. На основе аналитического обзора установлено, что именно токовые защиты нашли широкое применение в существующих системах автоматического управления и защиты погружных электродвигателей от коротких замыканий, перегрузок, несимметричных и неполнофазных режимов. Однако для защиты погружного электродвигателя от «сухого хода» насоса применяют электродные датчики уровня, опускаемые совместно с ПЭА в скважину. Отказы в цепи датчика делают защиту нечувствительной. Исследованиями [9] установлено, что по причине «сухого хода» из строя выходит до 10% погружных электродвигателей. При этом, следствием ухода воды из скважины является уменьшение мощности, подводимой к