КАСКАД 20М: модульные шкафы управления группой насосов

Шкаф управления КАСКАД 20М является продолжением серии шкафов КАСКАД 20. Главное отличие КАСКАД 20М от КАСКАД 20 это модульность серии КАСКАД 20М и возможность подключения насосов большой мощности: от 15 кВт до 90 кВт. Серия КАСКАД 20М представлена одним шкафом-мастером КАСКАД 20М-ВНС-01 и линейкой силовых шкафов-клиентов КАСКАД 20М-…-0-К. Каждый шкаф мастер поддерживает подключение до 4-х шкафов клиентов. Каждый шкаф клиент поддерживает подключение одного насоса. Соответственно на базе серии КАСКАД 20М можно организовать управление насосной станцией, которая включает от 2-х до 4-х мощных насосов.

ШУ КАСКАД 20М используется в системах отопления, ГВС и ХВС в ЖКХ, в крестьянско-фермерских хозяйствах — КФХ, на промышленных предприятиях, а так же на водоканалах. Используя КАСКАД 20М с группой насосов, можно получить полноценную насосную станцию, состоящую из 2, 3 либо 4 насосов. Внедрение данного решения позволит оптимизировать работу насосов под расходную характеристику системы с целью достижения максимальной энергоэффективности.

КАСКАД 20М — это серийное, сертифицированное и проверенное решение, которое позволяет сократить затраты на монтажно-наладочные работы, а также повысить надежность всей системы. Шкаф управления изготовлен в соответствии с ТУ 27.12.31-002-12241237-2022.

КАСКАД 20М применяется для модернизации существующих насосных станций в системах ЖКХ, а также при проектировании новых насосных. КАСКАД 20М решает практически все проблемы автономного водоснабжения, делает процесс подачи воды полностью автоматическим и поддерживает давление в гидравлической системе. После установки КАСКАД 20М вам не придется производить дополнительные манипуляции, КАСКАД 20М самостоятельно решит поставленную перед ним задачу автономного водоснабжения.

Перечень сопутствующего оборудования для ШУ группой насосов КАСКАД 20М

Артикул Описание Кол-во
КАСКАД 20М на 2 насоса
PTE5000C Датчик давления аналоговый, выход 4…20 мА, М20×1,5 наружная резьба, точность 0,5 %, питание 7…32 V DC, корпус AISI 316, IP65 1
РД-2Р-ххМПа-G1/4 Реле давления (-0…6 бар) или (0…10 бар), Рмакс = 16 бар, (-10…+110 °С), G1/4, 10 мА 1
РДД-2Р-0,2МПа-G1/4 Реле дифференциального давления (0,5…2 бар), диф.=0,3…0,5 бар, Рмакс = 5 бар, (-10…+110 °С), G1/4, 10 А 2
КАСКАД 20М на 3 насоса
PTE5000C Датчик давления аналоговый, выход 4…20 мА, М20×1,5 наружная резьба, точность 0,5 %, питание 7…32 V DC, корпус AISI 316, IP65 1
РД-2Р-ххМПа-G1/4 Реле давления (-0…6 бар) или (0…10 бар), Рмакс = 16 бар, (-10…+110 °С), G1/4, 10 мА 1
РДД-2Р-0,2МПа-G1/4 Реле дифференциального давления (0,5…2 бар), диф.=0,3…0,5 бар, Рмакс = 5 бар, (-10…+110 °С), G1/4, 10 А 3
КАСКАД 20М на 4 насоса
PTE5000C Датчик давления аналоговый, выход 4…20 мА, М20×1,5 наружная резьба, точность 0,5 %, питание 7…32 V DC, корпус AISI 316, IP65 1
РД-2Р-ххМПа-G1/4 Реле давления (-0…6 бар) или (0…10 бар), Рмакс = 16 бар, (-10…+110 °С), G1/4, 10 мА 1
РДД-2Р-0,2МПа-G1/4 Реле дифференциального давления (0,5…2 бар), диф.=0,3…0,5 бар, Рмакс = 5 бар, (-10…+110 °С), G1/4, 10 А 4

Общая информация и функции ШУ КАСКАД 20М

Основные функции шкафа КАСКАД 20М:

  • Точное поддержание заданного давления путем ПИД-регулирования;
  • Плавный пуск двигателя (уменьшение нагрузки на двигатель и арматуру);
  • Полный спектр аварийных ситуаций работы насосов и ведение журнала;
  • Корректировка давления в зависимости от времени суток;
  • Обеспечение режима АВР по насосам при управлении насосной станцией;
  • Функция чередования насосов для обеспечения равномерного износа;
  • Режим каскадного регулирования (ввод дополнительных насосов в моменты пиковых нагрузок);
  • Защита от сухого хода;
  • Внешний сигнал «Разрешение работы»;
  • Возможность установки силового модуля непосредственно возле насоса;
  • Наличие автоматического и ручного режима, ручной режим реализован на силовом модуле;
  • Защита от прорыва трубы;
  • Счетчик работы насосов.

Особенности шкафов управления группой насосов КАСКАД 20М

  • Точное поддержание заданного давления путем ПИД-регулирования. Наличие встроенной функции ПИД-регулятора позволяет изменять производительность насосов в зависимости от текущего расхода системы путем частотного регулирования. Более точное поддержание давления в системе, а также автоматическая адаптация системы под текущий расход. Изменение производительности насосов позволяет изменять потребляемую мощность. Например, при уменьшении разбора воды (Q) на 20 % КАСКАД 20М позволит снизить потребляемый ток на 48% и при этом обеспечит необходимое давление в системе.
    Точное поддержание заданного давления путем ПИД-регулирования
  • Индивидуальный частотный преобразователь на каждый двигатель. Благодаря этому обеспечивается плавный пуск всех двигателей. Плавный запуск уменьшает нагрузки на двигатели и арматуру, позволяет снизить пусковые токи двигателей, способствует продлению срока службы насосов, а также меньшему износу привода. Плавный разгон и остановка позволяет исключить гидроудары в системе, продлевает срок службы арматуры и измерительного оборудования.
    Плавный пуск, плавная остановка
  • Наличие синхронного режима управления. Благодаря наличию индивидуального частотного преобразователя для каждого двигателя, шкаф КАСКАД 20М может управлять всеми подключенными насосами в режиме ПИД-регулирования одновременно, т.е. изменять обороты двигателей всех насосов синхронно. Синхронный режим позволяет экономить электроэнергию в случае, когда большую часть времени один насос не обеспечивает необходимый расход в системе, и к нему в стандартном каскадном режиме, постоянно подключается второй и третий двигатели. В такой системе целесообразно использование синхронного режима.
    Рассмотрим на примере данный режим. Насосная станция состоит из 3-х насосов каждый насос обеспечивает максимальный расход 50 м³/ч при потребляемом токе 20 А. Система должна обеспечить расход 100 м³/ч. В стандартном каскадном режиме будут работать два насоса на полную мощность, потребляя суммарно 40А. При использовании синхронного режима, работают все три насоса каждый обеспечивая примерно 33 м³/ч. При уменьшении расхода насоса на 20% уменьшается потребление тока почти в два раза. В рассматриваемом случае расход уменьшается примерно на 30%, соответственно и ток каждого двигателя уменьшится более чем в два раза. При грубом подсчете суммарное потребление тока системы в синхронном режиме составит около 30 А, что на 10 А меньше чем в каскадном режиме.
    Наличие синхронного режима управления
  • Корректировка давления в зависимости от времени суток. Наличие расписания позволяет автоматически изменять уставку поддерживаемого давления в зависимости от времени суток: утро, день, вечер, ночь. Имеется возможность корректировать диапазон времени и значение уставки в этом диапазоне. В ночное время, когда потребления воды почти нет, можно автоматически устанавливать более низкую уставку давления. И наоборот, в вечернее время, когда большинство потребителей возвращаются с работы, со школы, с института и пользуются водой, уставка давления должна быть более высокой.
    КАСКАД 101 автоматический способ задания уставки
  • Наличие автоматического и ручного режима. Благодаря использованию нескольких частотных преобразователей, даже в ручном режиме обеспечивается плавный пуск двигателя, при этом в ручном режиме возможно настроить максимальную выходную частоту для каждого двигателя индивидуально, что также обеспечивает экономию электроэнергии.
    Наличие автоматического и ручного режима
  • Защита от прорыва трубы. Шкаф управления повысительным насосом КАСКАД 20М обеспечивает контроль за давлением в установившемся режиме. Если давление в трубопроводе снизилось на заданное значение, в течение определенного времени, то шкаф управления отключит насосы. Эта функция будет актуальна для систем, в которых отсутствуют протяженные пиковые нагрузки выше номинальных. Данная функция позволяет избежать пустой траты воды и электроэнергии в случае прорыва трубопровода.
    Прорыв трубы
  • Возможность установки силового модуля-клиента непосредственно возле насоса. При этом датчик перепада давления насоса можно подключить непосредственно на шкаф-клиент.
    Установка силового модуля-клиента возле насоса
  • Комплексная защита электродвигателя насоса: защита насоса от сухого хода (низкое давление на всасывающем трубопроводе); датчик аварии насоса (реле перепада давления, реле протока, перегрев обмоток); защита от перегрузки по току; защита по входному напряжению и обрыва фазы.
    Комплексная защита двигателя
  • Внешний сигнал «Разрешение работы». Сигнал «Разрешение работы» позволяет управлять шкафом или несколькими шкафами с удаленного контроллера путем подачи дискретного сигнала (ПУСК/СТОП).
  • Журнал аварийных ситуаций и счетчик наработки. В журнале сохраняются аварийные сообщения с описанием возникшей проблемы, это позволяет правильно оценивать состояние системы на момент отключения. Журнал аварий и счетчик наработки дают полную информацию для корректной диагностики насосной станции.

Технические характеристики шкафов управления группой насосов КАСКАД 20М

Модификация ШУ КАСКАД 20М-×××-×-×
ВНС 150 185 220 300 370 450 550 750 900
Номинальное напряжение питания шкафа 1-фазное
~220 В, 50 Гц
3-фазное
~380 В (330…440 В), 50 Гц
Номинальный потребляемый ток шкафа, А 3 38 43 50 69 83 92 107 143 162
Выдерживаемая прочность короткого замыкания 6 кА 25 кА
Номинальное напряжение питания двигателя - 3-фазное ~380 В (330…440 В), 50 Гц
Номинальный выходной ток для каждого двигателя, А - 37 42 49 68 82 91 106 143 161
Электрическая мощность подключаемых двигателей, кВт - 15 18,5 22 30 37 45 55 75 90
Перегрузочная способность в автоматическом режиме 150% от номинального выходного тока в течение 1 минуты
Количество аналоговых входов (тип 4…20 мА) 1 шт 1 шт
Количество дискретных входов (тип "сухой контакт", =24 В) 6 шт 5 шт
Класс защиты IP54
Габаритные размеры шкафа (В×Ш×Г), мм 600×600×210 1000×600×300 1000×800×300 2000×600×400
Масса, кг 10 24 24 27 27 27 82 110 110 110
Условия эксплуатации
Температура окружающей среды 0…+30 °C
Относительная влажность 10…90 % (без образования конденсата)
Степень загрязнения помещения с ШУ 2 (без агрессивных веществ и токопроводящих частиц)

Монтаж шкафа управления группой насосов КАСКАД 20М

Если шкаф был перемещен из холодного помещения в теплое, перед началом эксплуатации необходимо выдержать его без упаковки при комнатной температуре в течение нескольких часов. Не подключайте силовое питание до исчезновения всех видимых признаков наличия конденсата, это может привести к выходу из строя компонентов шкафа.

Требования к монтажу:

  1. Подвод питания:
    • к месту установки должны быть подведены и промаркированы кабели питающей сети (Фаза L1, L2, L3, N для трехфазных модификаций и L,N для однофазных);
    • к месту установки должны быть подведены и промаркированы кабели двигателей (U,V,W);
    • между шкафом управления и двигателями не должны располагаться компенсаторы реактивной мощности для повышения коэффициента мощности, а также коммутационные устройства;
    • должна быть подведена шина заземления в соответствии с ПУЭ;
    • должен быть подведен экранированный кабель от датчика давления.
  2. Монтаж датчика давления:
    • в месте монтажа датчика не должно создаваться отрицательное давление (вакуум), для этого его нужно устанавливать после обратного клапана;
    • для контроля работы датчика следует установить манометр рядом с датчиком;
    • для установки датчика давления и манометра необходимо использовать трех ходовой кран.

Основные органы управления шкафа КАСКАД 20М

КАСКАД 20М-ВНС-01

Органы управления и индикации для модификаций ШУ КАСКАД 20М-ВНС-01
Органы управления и индикации для модификаций ШУ КАСКАД 20М-ВНС-01
Обозначение Название Описание
HL1 Индикатор
«Сеть»
Питание подано на шкаф
HL2 Индикатор
«Разрешение»
Индикация внешнего разрешения работы ШУ
HL3 Индикатор
«Сухой ход»
Индикация низкого давления
на входе насосной группы
HL4 Индикатор
«Авария»
Индикация аварийного отключения насоса
HL5 Индикатор
«Ручной»
Индикация включения ручного режима
HL6 Индикатор
«Автомат»
Индикация включения автоматического режима
A1 Панель управления Индикация состояний, настройка параметров,
управление работой насосной станции
в автоматическом режиме
S1 Переключатель
Руч./0/Авт.
Положение «влево» - Режим «Ручной»
Положение «по центру» - Режим «СТОП»
Положение «вправо» - Режим «Автомат»

Габаритные размеры управляющих шкафов КАСКАД 20М

Габаритные размеры КАСКАД 20М-ВНС-01
Габаритные размеры КАСКАД 20М-ВНС-01, мм

Габаритные размеры КАСКАД 20М-ххх-1-К (мощность 15 и 18,5 кВт)
Габаритные размеры КАСКАД 20М-×-1-К (мощность 15 и 18,5 кВт), мм

Габаритные размеры КАСКАД 20М-ххх-1-К (мощность 22, 30, 37 кВт)
Габаритные размеры КАСКАД 20М-×-1-К (мощность 22, 30, 37 кВт), мм

Габаритные размеры КАСКАД 20М-ххх-1-К (мощность 45, 55, 75, 90 кВт)
Габаритные размеры КАСКАД 20М-×-1-К (мощность 45, 55, 75, 90 кВт), мм

Обозначение при заказе шкафа управления насосом КАСКАД 20М

ШУ группой шкафов КАСКАД 20М,
тип МАСТЕР
КАСКАД 20М- ВНС - 01
Область использования
Водопроводная насосная станция ВНС
Тип шкафа
МАСТЕР 01

Пример: КАСКАД 20М-ВНС-01.

ШУ насосом для модульной системы КАСКАД 20М, тип КЛИЕНТ
КАСКАД 20М- - 1 - K
Мощность насоса
15 кВт 150
18,5 кВт 185
22 кВт 220
30 кВт 300
37 кВт 370
45 кВт 450
55 кВт 550
75 кВт 750
90 кВт 900
Максимальное количество
двигателей
Один двигатель 1
Тип шкафа
КЛИЕНТ К

Пример: КАСКАД 20М-220-1-К.