Для защиты насоса от «сухого хода», то есть для предотвращения работы насоса без жидкости используют различные устройства: поплавковые выключатели, реле остаточного давления, реле протока. Скважные насосы также защищают с помощью специальных электродов и управляющего контроллера.
Обо всех этих способах защиты насоса от «сухого хода» написано огромное количество материалов, рекламных статей, сняты видеоролики. Но все эти способы подразумевают определение наличия перекачиваемой жидкости, непосредственно контактируя с ней.
В том или ином виде подразумевается установка дополнительного датчика. А не может ли сам насос давать информацию о режиме «сухого хода»? Ответ положительный! Электродвигатель, приводящий насос в движение сам по себе является датчиком «сухого хода».
Рассмотрим два режима работы насоса:
- Работа при наличии воды. Насос перекачивает жидкость, при этом электродвигатель работает в номинальном режиме, с номинальной нагрузкой. При этом коэффициент мощности (cos φ) стремится к номинальному значению для этого конкретного электродвигателя, примерно 0.7-0.8.
- Работа насоса в режиме «сухого хода». Насос не перекачивает жидкость, при этом электродвигатель перестает выполнять полезную работу, работает без нагрузки. При этом коэффициент мощности (cos φ) резко уменьшается до значения 0.25-0.4
Уменьшение коэффициента мощности электродвигателя является показателем того, что насос работает в режиме «сухого хода»!
На графике видно как изменяется значение коэффициента мощности при работе насоса в нормальном режиме и в режиме «сухого хода»:
Значит, чтобы оперативно отключить насос и предотвратить его работу в режиме «сухого хода» необходимо использовать реле контроля коэффициента мощности, отслеживая его уменьшение.
Рассмотрим защиту насоса от сухого хода с использованием реле контроля коэффициента мощности G2CU400V10AL10 производства австрийской компании TELE, внешний вид которого представлен на фотографии:
Реле G2CU400V10AL10 на лицевой панели имеет 4 регулятора:
- Start – установка задержки включения реле контроля коэффициента мощности. За время, установленное на данном регуляторе насос должен разогнаться до номинальной частоты вращения.
- Cos φ min – уставка, значение коэффициента мощности, при котором будет фиксироваться режим «сухого хода».
- Delay – установка задержки срабатывания реле, которая предназначена для исключения ложных срабатываний, при кратковременном снижении коэффициента мощности.
- Function – выбор режима работы реле G2CU400V10AL10.
Реле контроля коэффициента мощности анализирует напряжение и ток, потребляемый электродвигателем, и на основе этих данных вычисляет коэффициент мощности. Вход измерения тока рассчитан на прямое измерение тока до 10А, поэтому, если номинальный ток двигателя превышает 10А, то реле G2CU400V10AL10 следует подключать через трансформатор тока.
Трансформаторы тока могут быть исполнены в двух вариантах: с первичной и вторичной обмотками (серия WSW) и в проходном исполнении (серия DSW).
Трансформаторы тока серии WSW можно использовать при номинальном токе двигателя до 40А, если же ток двигателя превышает 40А, то необходимо использовать трансформатор тока серии DSW.
Подробнее о режимах работы и схемах подключения реле контроля коэффициента мощности смотреть в технической документации на G2CU400V10AL10.
Реле контроля коэффициента мощности в качестве защиты от сухого хода в первую очередь предназначено для защиты дорогостоящих промышленных насосов, широко применяемых на различных производствах. Но с таким же успехом G2CU400V10AL10 способно защищать и бытовые насосы, как с однофазным, так и с трехфазным приводным электродвигателем.