Как защитить насос от «сухого хода»?

При проектировании систем транспортировки жидкостей особое внимание необходимо уделять защите насоса от «сухого хода». Решать данную проблему можно различными способами. В одних случаях нужно устанавливать дополнительные датчики, в других — электрические приборы.

Что такое «сухой ход»?

«Сухой ход» — это такой режим работы насоса, при котором через насос не прокачивается жидкость (чаще всего вода). Это может произойти, если в емкости закончилась вода, произошла протечка емкости, из скважины выкачали всю воду и т.п. «Сухой ход» очень опасен для насоса, т.к. жидкость выполняет ряд полезных функций для насоса, одна из них это охлаждение. При «сухом ходе» насос может перегреться и выйти из строя.

Чтобы не произошла поломка дорогостоящего насоса нужно предусматривать защиту от такого явления как «сухой ход».

Все способы защиты условно можно разделить на две группы.

1 Защита от «сухого хода» путем контроля физических параметров жидкости в трубопроводе:

• контроль уровня воды;
• контроль давления в трубопроводе;
• контроль потока воды в трубопроводе.

Суть всех этих способов заключается в том, что датчики фиксируют понижение уровня, падение давления, снижение потока и выдают сигнал на отключение питания насоса.

Недостаток: требуют установку датчиков на трубопровод (в емкость).

Достоинство: высокая надежность защиты.

2 Защита от «сухого хода» путем контроля электрических параметров питающей сети насоса.

При «сухом ходе» происходит изменение электрических параметров насоса. Контролируя нужные параметры можно выполнить защиту от «сухого хода».

В нормальном режиме коэффициент мощности (cos) насоса 0,7-0,8, но при появлении «сухого хода» cos падает до 0,3-0,4. Таким образом, чтобы отследить «сухой ход» можно воспользоваться реле контроля коэффициента мощности. Например, G2CU400V10AL10 производства австрийской компании TELE.

График изменения коэффициента мощности

Реле контроля коэффициента мощности

Реле контроля коэффициента мощности анализирует напряжение и ток, который потребляет электродвигатель, и на основе этой информации вычисляет коэффициент мощности (cos). Вход измерения силы тока рассчитан на прямое измерение тока до 10А, поэтому, если номинальный ток двигателя больше 10А, то реле G2CU400V10AL10 необходимо подключать через трансформатор тока.

Более подробно о режимах работы и схемах подключения реле контроля коэффициента мощности G2CU400V10AL10 можно посмотреть в технической документации, которая доступна по ссылке ниже:

[pwal id="54014329" description="Если Вы хотите увидеть ссылку, кликните по одной из этих кнопок"]Скачать техническую документацию на реле G2CU400V10AL10.[/pwal]
Вот что ответил производитель таких реле на некоторые из моих вопросов:

...косинус фи падает мгновенно при отсутствии воды, но реле отключит насос через установленное Вами время: поставите секунду — выключит через секунду, поставите 30 секунд — выключит через 30 секунд.

...вчера ездил на производство, был насос с двигателем 7,5кВт, выставили уставку 0,7 — насос с водой работал, устроили сухой ход... при уставке 0,7 реле обнаружило сухой ход.

Реле устанавливается в силовой щит и не требует дополнительно предусматривать датчики.

В одном из проектов я применял реле тока для защиты насоса. Насколько это надежная защита — мне судить трудно, вопросов не задавали, видимо все работает =) Суть этого метода защиты от «сухого хода» заключается в том, что при сухом ходе изменяется и потребляемый ток. На реле тока устанавливаем нужный диапазон токов и таким образом отключим насос при выходе тока за установленные пределы.

Работа насоса в разных режимах

На мой взгляд самым оптимальным способом является установка реле контроля коэффициента мощности.