RU2294041C1 - Method for functional self-check of immersion pump electric motor protection - Google Patents

Abstract

FIELD: electrical engineering, in particular, microprocessor protection of electrical plants providing for pump operation, applicable for functional check of immersion pump electric motors.

SUBSTANCE: the claimed device additionally uses a microcontroller and load resistors for periodic connection to the supply line with the aid of the contact of another relay.

EFFECT: enhanced reliability of protection of the immersion pump electric motor.

2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, в частности к микропроцессорной защите электроустановок, обеспечивающих работу насосов, может быть использовано для проверки исправности защиты электродвигателей погружных насосов.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to microprocessor protection of electrical installations that ensure the operation of pumps, can be used to check the health of protection of electric motors of submersible pumps.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для проверки исправности защиты электродвигателя погружного насоса, принятое за прототип /1/, содержащее датчики тока, связанные с реагирующим органом защиты и усилителем, элемент выдержки времени, соединенный с органом запоминания факта срабатывания защиты и через инвертор с исполнительным элементом, датчики верхнего и нижнего предельных уровней.Closest to the technical nature of this invention is a device for checking the health of the protection of the electric motor of a submersible pump, adopted for the prototype / 1 /, containing current sensors associated with a reactive protection body and an amplifier, a time delay element connected to a body for memorizing the fact that the protection was triggered and through inverter with actuator, sensors of upper and lower limit levels.

Недостатком данного устройства является отсутствие проверки исправности датчиков тока. В случае неисправности защиты отключения электродвигателя не происходит, а потребитель узнает о неисправности защиты по переполнению резервуара водой.The disadvantage of this device is the lack of health checks of current sensors. In the event of a malfunction of the protection, the motor does not shut off, and the consumer learns about the malfunction of the protection by overfilling the tank with water.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности защиты погружного электродвигателя путем периодической самопроверки исправности всех ее элементов.The task of the invention is to increase the reliability of protection of a submersible motor by periodically self-checking the health of all its elements.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом устройстве используются нагрузочные резисторы, периодически подключаемые к фазам питающей сети.The task is achieved by the fact that the proposed device uses load resistors, periodically connected to the phases of the supply network.

На фигуре 1 представлена функциональная схема защиты погружного электродвигателя с самопроверкой, с нагрузочным резистором в одной фазе.The figure 1 presents a functional diagram of the protection of a submersible motor with a self-test, with a load resistor in one phase.

На фигуре 2 представлена функциональная схема защиты погружного электродвигателя с самопроверкой, с нагрузочными резисторами в трех фазах.The figure 2 presents a functional diagram of the protection of a submersible motor with a self-test, with load resistors in three phases.

На фигуре 3 представлен алгоритм самопроверки исправности защиты электродвигателя погружного насоса с нагрузочным резистором в одной фазе.The figure 3 presents the algorithm for self-testing the health of the protection of the electric motor of a submersible pump with a load resistor in one phase.

На фигуре 4 представлен алгоритм самопроверки исправности защиты электродвигателя погружного насоса с нагрузочными резисторами в трех фазах.The figure 4 presents the algorithm for self-testing the health of the protection of the electric motor of a submersible pump with load resistors in three phases.

Устройство для самопроверки исправности защиты электродвигателя погружного насоса включает в себя датчики тока 1, соединенные с усилителями 2 для нормализации аналогового сигнала, которые соединены с микроконтроллером 3. Также с микроконтроллером 3 соединены датчики нижнего 4 и верхнего 5 уровня. Микроконтроллер 3 управляет через усилители 6 и 7 реле 8, 9 соответственно. Реле 8 подключает нагрузочные резисторы 10 при помощи контакта 11. Реле 9 в свою очередь управляет работой магнитного пускателя 12 при помощи контакта 13. Электродвигатель 14 погружного насоса подключен к питающей сети через силовые контакты 15 магнитного пускателя 12, датчики тока 1 и автоматический выключатель 16.A device for self-checking the health of the protection of the electric motor of a submersible pump includes current sensors 1 connected to amplifiers 2 to normalize the analog signal, which are connected to the microcontroller 3. Also, sensors of the lower 4 and upper 5 levels are connected to the microcontroller 3. The microcontroller 3 controls through amplifiers 6 and 7 of the relay 8, 9, respectively. Relay 8 connects the load resistors 10 using contact 11. Relay 9, in turn, controls the operation of the magnetic starter 12 using contact 13. The electric motor 14 of the submersible pump is connected to the mains through the power contacts 15 of the magnetic starter 12, current sensors 1 and the circuit breaker 16.

Устройство для самопроверки исправности защиты электродвигателя погружного насоса работает следующим образом.A device for self-testing the protection of the electric motor of a submersible pump operates as follows.

Погружной насос подает воду в водонапорную башню, при этом управление электродвигателем осуществляется в зависимости от уровня воды в резервуаре, контролируемом датчиками верхнего 5 и нижнего 4 уровня. При включении автоматического выключателя 16 элементы схемы 2-7 получают питание от блока питания (не показан). Микроконтроллер 3 опрашивает состояние датчиков нижнего 4 и верхнего 5 уровня. Как только размыкается датчик нижнего уровня 4, микроконтроллер 3 выдает сигнал на включение электродвигателя 14 погружного насоса, при этом реле 9 замыкает контакт 13 в цепи магнитного пускателя 12, а магнитный пускатель 12 своими контактами 15 подключает электродвигатель 14 погружного насоса к сети. По мере заполнения резервуара датчик нижнего уровня 4 замыкается, но при этом никаких изменений в работе электродвигателя не происходит. При достижении водой предельного уровня, срабатывает датчик верхнего уровня 5 и микроконтроллер 3 реализует алгоритм самопроверки. Сущность алгоритма самопроверки (фигура 3) заключается в том, что изменение тока нагрузки электродвигателя 14 при заполнении резервуара и замыкании контактов датчика верхнего 5 уровня осуществляется за счет подключения нагрузочного резистора 11 в одну из фаз питающей сети, что позволяет автоматически проверять исправность защиты электродвигателя 14 погружного насоса. Такая проверка происходит без выдержки времени, что позволяет уменьшить мощность, рассеиваемую нагрузочным резистором 11. Это повышает надежность защиты в процессе эксплуатации. На фигуре 2 нагрузочные резисторы 11 установлены в трех фазах питающей сети, что позволяет проверять исправность датчиков тока 1 всех фаз и их цепей. При неисправности элементов защиты происходит сигнализация о неисправности и отключение электродвигателя 14. Алгоритм проверки этого устройства представлен на фигуре 4.The submersible pump supplies water to the water tower, while the motor is controlled depending on the water level in the tank, controlled by sensors of the upper 5 and lower 4 levels. When the circuit breaker 16 is turned on, the elements of circuit 2-7 receive power from a power supply (not shown). Microcontroller 3 polls the state of the sensors of the lower 4 and upper 5 levels. As soon as the lower level sensor 4 opens, the microcontroller 3 gives a signal to turn on the electric motor 14 of the submersible pump, while the relay 9 closes the contact 13 in the circuit of the magnetic starter 12, and the magnetic starter 12 uses its contacts 15 to connect the electric motor 14 of the submersible pump to the network. As the tank fills, the lower level sensor 4 closes, but no changes in the operation of the electric motor occur. When the water reaches the maximum level, the upper level sensor 5 is activated and the microcontroller 3 implements a self-test algorithm. The essence of the self-test algorithm (figure 3) is that the change in the load current of the electric motor 14 when the tank is filled and the contacts of the upper level 5 sensor are closed by connecting the load resistor 11 to one of the phases of the supply network, which allows you to automatically check the health of the protection of the submersible motor 14 pump. This check occurs without a time delay, which reduces the power dissipated by the load resistor 11. This increases the reliability of protection during operation. In figure 2, the load resistors 11 are installed in three phases of the supply network, which allows you to check the health of the current sensors 1 of all phases and their circuits. If the protective elements are faulty, a fault is signaled and the motor 14 is turned off. The verification algorithm for this device is shown in figure 4.

Если самопроверка прошла успешно, электродвигатель 14 будет отключен до момента размыкания датчика нижнего уровня 4, после чего он будет включен, далее цикл повторяется.If the self-test was successful, the motor 14 will be turned off until the lower level sensor 4 opens, after which it will be turned on, then the cycle repeats.

Источники информацииInformation sources

1. Ас. СССР №959205. БИ №19, 1982 г, - прототип.1. Ac. USSR No. 959205. BI No. 19, 1982, a prototype.

Claims (2)

1. Устройство для самопроверки исправности защиты электродвигателя погружного насоса, содержащее автоматический выключатель, магнитный пускатель, датчики тока, установленные в трех фазах и связанные с усилителями для нормализации аналогового сигнала, электродвигатель погружного насоса, подключенный к питающей сети через силовые контакты магнитного пускателя, датчики тока и автоматический выключатель, датчики нижнего и верхнего уровней, исполнительные элементы - два реле, причем одно реле замыкает контакт в цепи магнитного пускателя, отличающееся тем, что в него введен микроконтроллер, к которому подключены усилители для нормализации аналогового сигнала, датчики нижнего и верхнего уровней, а также два реле через усилители и нагрузочный резистор, с возможностью периодического подключения к питающей сети с помощью контакта другого реле.1. A device for self-testing the protection of an electric motor of a submersible pump, comprising a circuit breaker, a magnetic starter, current sensors installed in three phases and connected to amplifiers to normalize the analog signal, an electric motor of a submersible pump connected to the mains through the power contacts of the magnetic starter, current sensors and a circuit breaker, lower and upper level sensors, actuators - two relays, with one relay closing a contact in the magnetic starter circuit, characterized in that a microcontroller is introduced into it, to which amplifiers are connected to normalize the analog signal, lower and upper level sensors, as well as two relays through amplifiers and a load resistor, with the possibility of periodically connecting to the mains using the contact of another relay. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нагрузочные резисторы установлены в трех фазах питающей сети.2. The device according to claim 1, characterized in that the load resistors are installed in three phases of the supply network.

Images