Устройство безударного плавного пуска высоковольтных двигателей

	УСТРОЙСТВО БЕЗУДАРНОГО ПУСКА ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ Существенный рост стоимости электроэнергии приводит к необходимости поисков технических решений для снижения энергетической составляющей в цене выпускаемого предприятием изделия. Тиристорное устройство безударного пуска синхронных и асинхронных высоковольтных электродвигателей (УБПВД) обеспечивает снижение пусковых токов электродвигателей в 3-4 раза по сравнению с прямыми пусками. Интерактивная система безударного пуска нескольких электродвигателей от одного устройства существенно снижает капитальные затраты. УБПВД открытое УБПВД закрытое, с двигателем Изделия ОАО «ВНИИР» ОАО «ВНИИР» является разработчиком и изготовителем широкой гаммы электротехнической продукции. Изделия института отличаются современным дизайном, малыми габаритными размерами и низкой стоимостью. Надежность и качество продукции института заслуженно признаны в России и за рубежом. Свидетельство этого — сертификат фирмы (Германия) на соответствие системы качества требованиям международных стандартов ИСО-9001 и сертификат качества «Военэлектросерт». Кроме устройства безударного пуска (УБПВД), ОАО «ВНИИР» разрабатывает и производит: реле (времени, промежуточные, указательные, контроля трехфазного напряжения, защиты двигателя и др.); микропроцессорный терминал защиты присоединений 0,4-35 кВ ТЭМП 2501; комплектные электроприводы и их компоненты, системы автоматизации; клем-мные зажимы и соединители; контакты для ремонта контакторов и пускателей; специальное технологическое и испытательное оборудование. РЭП37-21-УХЛ4 ТЭМП 2501 ОАО «ВНИИР» 428024, г. Чебоксары, пр. И. Яковлева, 4 Тел.: (8352) 21-09-16 Факс: (8352) 61-02-55 http://www.vniir.ru Пусковой удар по электродвигателю Крупными потребителями электроэнергии на промышленных предприятиях являются механизмы с так называемой вентиляторной нагрузочной характеристикой. Это компрессоры, насосы, воздуходувки, дымососы и т.д. Мощные механизмы приводятся во вращение высоковольтными (6-10 кВ) синхронными или асинхронными электродвигателями, количество пусков которых за срок службы ограничено. Это связано с тем, что пуск электродвигателей осуществляется прямым подключением к сети с помощью высоковольтных выключателей. При этом пусковые токи в 5-7 раз превышают номинальные, вследствие чего в обмотках двигателей возникают большие электродинамические усилия, приводящие к смещению проводников друг относительно друга, ослаблению клиньев, трению изоляции и, как следствие, к ее пробою. Кроме того, большие просадки напряжения во время пуска, особенно в длинных линиях и в автономных системах с ограниченной мощностью, приводят к нарушению нормального функционирования электрооборудования. Необходимо отметить, что как для высоковольтного электродвигателя, так и для приводного механизма очень большое значение имеют ударные токи и моменты, возникающие после включения в первые несколько полупериодов питающей сети [Л 1]. Их значение зависит от момента замыкания контактов высоковольтного выключателя. В самом неблагоприятном случае при замыкании контактов в начале синусоиды суммарный момент (помимо свободной составляющей возникает вынужденная составляющая электромагнитного момента) может в 3-4 раза превысить каталожный критический момент электродвигателя: Мnмах = Мn (1 + 1/2Sк), [Л 2] где Мnмах — максимальный электромагнитный момент электродвигателя; Мn — каталожный пусковой момент электродвигателя; Sк — критическое скольжение. Большие пусковые динамические удары отрицательно сказываются как на самом электродвигателе, так и на механизмах, особенно на редукторах, подшипниках, крепящих узлах и т.д. Вероятность возникновения подобных ситуаций достаточно велика. Поэтому стремление эксплуатационного персонала останавливать такие энергоемкие механизмы, например, в ночное время, может привести к сокращению сроков службы агрегатов и выходу их из строя. Тиристорное устройство безударного пуска Во Всероссийском научно-исследовательском, проектно-конструкторском институте релестроения (ОАО «ВНИИР») г. Чебоксары разработано и изготовлено устройство типа УБПВД для мягкого пуска асинхронных и синхронных электродвигателей 6-10 кВ от 0,16 до 12,5 МВт вследствие плавного увеличения подводимого во время пуска к обмоткам статора электродвигателя напряжения. Устройство выполнено на последовательно соединенных высоковольтных тиристорах (6,5 кВ), изменение угла отпирания которых позволяет поднимать напряжение, подводимое к электродвигателю. При этом происходит плавное нарастание пускового тока до величины токоограничения (обычно не более 1,5-2 Iном.дв.), необходимого для разгона электродвигателя (рис.1). Исключаются все неблагоприятные явления, перечисленные выше, характерные для прямого пуска электродвигателя от сети. В результате пуск мощного высоковольт-ного электродвигателя с помощью устройства УБПВД переходит из разряда сложных электродинамических процессов в обычное включение высоковольтного устройства. Это позволяет снять ограничения на количество пусков высоковольтных двигателей и отключать их во внерабочее время для экономии электроэнергии. Система поочередного плавного пуска В институте разработана система поочередного плавного пуска нескольких высоковольтных электродвигателей, подключенных к одной или соседним секциям шин от одного УБПВД (рис. 2). При этом значительно снижаются капитальные затраты на создание системы плавного пуска каждого двигателя. Система позволяет осуществлять прямой или плавный пуск под управлением контроллера. Выбор способа пуска и запускаемого электродвигателя производится по команде оператора с пульта управления. Использование УБПВД позволяет осуществлять дробное регулирование производительности насосных и компрессорных станций, что обеспечивает экономию электроэнергии за счет маневра насосными и компрессорными агрегатами. Срок окупаемости УБПВД в зависимости от мощности и количества запускаемых двигателей от одного устройства в среднем колеблется в пределах от девяти месяцев до одного года. Рис. 1. Плавное нарастание тока при пуске ЭД с помощью УБПВД (Iпуск = 180 А) Рис. 2. Схема подключения УБПВД Литература: 1. Казовский Е.Я. Переходные процессы в электрических машинах переменного тока. — М.; Л.: Изд. Академии наук СССР, 1962. 2. Шубенко В.А., Браславский И.Я. Тиристорный асинхронный привод с фазовым управлением. — М.: Энергия, 1972.

© ЗАО «Новости Электротехники»
Использование материалов сайта возможно только с письменного разрешения редакции
При цитировании материалов гиперссылка на сайт с указанием автора обязательна

Устройства безударного плавного пуска УБПВД-ВЦ

Главная Продукция и услуги Устройства безударного плавного пуска УБПВД-ВЦ

Назначение

Функции

Устройства плавного безударного пуска УБПВД-ВЦ обеспечивают:

— проверку исправности тиристоров перед началом пуска двигателя;
— плавное нарастание тока двигателя до величины начального токоограничения, обеспечивающего трогание двигателя с места;
— формирование заданного токоограничения по времени для обеспечения разгона электродвигателя;
— фиксацию окончания разгона и выдачу сигнала на включение высоковольтного выключателя, подключающего двигатель напрямую к сети по окончании разгона;
— контроль времени разгона двигателя и выдачу сигнала на прекращение пуска при превышении заданного времени разгона.

Устройства плавного безударного пуска УБПВД-ВЦ обеспечивает следующие виды защит:

• максимально-токовую;
• время-токовую;
• от превышения заданного времени пуска двигателя;
• от обрыва фазы главных цепей и неполнофазного пуска;
• от неисправности тиристоров;
• от неисправности устройств формирования импульсов управления тиристорами.

Основные особенности конструкции и принцип работы устройств плавного безударного пуска

Устройства, выполненные по принципу тиристорного регулятора напряжения, обеспечивают ограничение скорости нарастания и значения пускового тока электродвигателя изменением углов отпирания тиристоров через систему импульсно-фазового управления (СИФУ). В течение заданного времени пуска электродвигателя происходит плавное нарастание напряжения на обмотках статора от нуля до номинального значения.

Пусковой ток увеличивается плавно с заданным токоограничением, не создавая ударных электромагнитных моментов, отрицательно сказывающихся на электродвигателе и механизме.

Устройства плавного безударного пуска УБПВД-ВЦ имеют цифровую систему управления, обеспечивающую удобное программирование настройки параметров.

В устройствах плавного пуска предусмотрена связь по высокопроизводительному интерфейсу RS-485 для возможности дистанционного управления от АСУ ТП. Использование удобного пользовательского интерфейса обеспечивает максимально-улучшенные сервисно-эксплуатационные характеристики устройств плавного безударного пуска.

Схема безударного плавного пуска электродвигателей УБПВД-ВЦ тиристорным регулятором напряжения

Силовая часть устройств состоит из трех тиристорных высоковольтных блоков, установленных на выкатных элементах в каждой фазе главных цепей устройства, высоковольтных разъединителей, позволяющих отключать вводы и выводы устройства, высоковольтных трансформаторов тока для обеспечения обратной связи по току и ограничителей напряжения на вводе устройства, соединенных в звезду, и вводе-выводе тиристорных высоковольтных блоков.

Каждый тиристорный высоковольтный блок содержит два силовых блока из трех (для исполнений на 6 кВ) и из пяти (для исполнений на 10 кВ) последовательно-соединенных высоковольтных тиристоров. Тиристоры выбраны с таким расчетом, что при выходе из строя одного тиристора в каждом из силовых блоков («закоротка» во время работы). Устройство остается работоспособным, а оставшиеся в работе тиристоры в закрытом состоянии выдерживают рабочее напряжение.

Силовые блоки включены встречно-параллельно и каждый тиристор одного блока соединен с соседним другого блока, образуя реверсивные пары, состояние каждой из которых контролируются блоками контроля с высоковольтной оптронной развязкой. Информация об исправном состоянии тиристоров перед пуском разрешает начать процесс регулируемого пуска двигателя (сигнализация «Разрешение включения»). Для постоянного контроля состояния тиристоров может быть введён дополнительно блок высоковольтных резисторов, подключаемый к выводам тиристорных высоковольтных блоков.

Однолинейная схема безударного плавного пуска электродвигателей УБПВД-ВЦ

ВТБ – высоковольтные тиристорные блоки
QSл – линейный разъединитель
QSш – шинный разъединитель
ОПН – ограничитель напряжений
ТТ – трансформатор тока

Высоковольтные R-C цепи подключаются к каждой реверсивной паре тиристоров для защиты последних от коммутационных перенапряжений.

Для выравнивания напряжений между последовательно соединенными парами тиристоров в закрытом состоянии предусмотрены делители напряжения на высоковольтных резисторах, включенных последовательно с входными цепями высоковольтных оптронных развязок, параллельно которым установлены защитные стабилитроны.

К зажимам «управляющий электрод-катод» силовых тиристоров подключены блоки ввода высоковольтных импульсных развязывающих трансформаторов, первичные обмотки которых для управления каждым силовым блоком соединены по схеме токовой петли. По этой схеме во всех блоках ввода одной токовой петли вырабатываются импульсы управления тиристорами одного силового блока для одновременного отпирания последних.

В устройствах плавного пуска УБПВД-ВЦ предусмотрены 4 регулируемые уставки начального токоограничения с равномерной шкалой от 1,0 до 4,0 Iном для обеспечения возможности запуска с помощью одного устройства нескольких двигателей разной мощности, а также регулируемые уставки времени разгона в пределах до 60 с, выбираемые дистанционно.

В устройствах безударного плавного пуска предусмотрена связь по высокопроизводительному интерфейсу RS-485 для возможности дистанционного управления от АСУ ТП. Использование удобного пользовательского интерфейса обеспечивает максимально-улучшенные сервисно-эксплуатационные характеристики устройства.

Устройства безударного плавного пуска УБПВД-ВЦ имеют следующие виды сигнализации:

• «Готовность» — готовность устройства к работе;
• «Окончание пуска» — завершение пуска;
• «Окончание разгона» — завершение разгона;
• «Разрешение включения» — исправность тиристоров главных цепей устройства перед пуском двигателя;
• «Отключение РВЗ разрешено» (РВЗ – разъединитель высоковольтный с заземлителем);
• «Отключение РВЗ запрещено».

Номинальное напряжение вспомогательных цепей устройства: трехфазное переменного тока (линейное) — 100 В, однофазное – 220 В.
Допустимые колебания: напряжения вспомогательных цепей от плюс 10% до минус 40% от номинального значения, частоты 2% от номинального значения.
Допустимые колебания напряжений силовых цепей 6 кВ и 10 кВ должны соответствовать ГОСТ 13109.

Электрическая прочность изоляции силовых цепей устройств безударного плавного пуска соответствует ГОСТ 1516.1 и выдерживает испытательное напряжение переменного тока частотой 50 Гц 32 кВ (для устройств с номинальным напряжением главных цепей класса 6 кВ) и 42 кВ (для устройств с номинальным напряжением главных цепей класса 10 кВ), цепей управления, блокировки и сигнализации – 2 кВ.

По коммерческим вопросам: (8352) 39-00-14, 39-00-12
По техническим вопросам: (8352) 39-00-37, 39-00-34, 39-00-33

Структура условного обозначения и технические характеристики устройств плавного пуска УБПВД-ВЦ 0.08 Mb

СБП на базе устройств безударного плавного пуска УБПВД-ВЦ с цифровой системой управления 0.27 Mb

СБП на базе устройств безударного плавного пуска УБПВД-ВЦ для насосно-перекачивающих станций 0.21 Mb

Каталог «Электроприводная техника» 4.59 Mb

Опросный лист на поставку систем безударного плавного пуска 0.15 Mb

Референс-лист на устройства безударного плавного пуска УБПВД-ВЦ 0.09 Mb