Устройства
плавного пуска высоковольтных электродвигателей
Устройства плавного пуска высоковольтных (6 и 10кВ) электродвигателей
применяются для обеспечения плавного пуска и останова асинхронных и синхронных
двигателей с целью исключения динамических ударов и ограничения тока в обмотках.
Плавный пуск достигается за счет формирования заданного темпа нарастания тока
двигателя от нуля до номинального значения.
Технические характеристики УППВЭ:
пределы ограничения пускового тока (1-4) I ном. двигателя;
пределы регулирования времени пуска двигателя 5-90 с.;
перегрузочные характеристики УППВЭ, определяющие допустимое значение пускового
тока двигателя в зависимости от времени пуска при наибольшей температуре окружающей
среды +40°С в соответствии с рис. 1.
Принцип действия.
В настоящее время в мировой практике используются два алгоритма
управления устройства плавного пуска: разгон по заданной пользователем
диаграмме напряжения или тока в функции времени. В устройствах УППВЭ применяется
последний, как наиболее надежный и простой способ технической реализации, не
требующий установки сложных и габаритных датчиков напряжения.
В устройствах УППВЭ, так же, как и в аналогичных устройствах ведущих зарубежных
фирм, различаются два основных вида нагрузки - легкая и высокоинерционная. Легкой
нагрузкой являются пуски насосов, вентиляторов и т.п., для которых рекомендуют
пусковые диаграммы с начальным скачком напряжения до 30% и максимальным ограничением
тока до 300%, а время разгона - около 5 с (кривая 1 на рис. 3 а, б). Высокоинерционной
нагрузкой являются центрифуги, крупные вентиляторные установки и т.п., для которых
рекомендуют пусковые диаграммы с начальным скачком напряжения до 50% и ограничением
тока до 400% при времени разгона около 20 с (кривая 2 на рис. 3 а, б). Предлагаются
также более сложные диаграммы управления с увеличением времени пуска до 30 с
и более.
Кроме управления пуском, в устройствах УППВЭ возможно по желанию заказчика,
предусмотреть управление торможением различных механизмов, например насосов.
Это осуществляется путем снижения напряжения, подаваемого на двигатель, с заданным
темпом. При этом скорость вращения двигателя соответственно уменьшается (рис.
4). Выбирая определенное время торможения в насосных установках (15-30 с), добиваются
исключения гидравлического удара и быстрого прекращения тока через двигатель
после закрытия обратного клапана насоса. Это осуществляется снятием напряжения
в конце торможения. В результате ток через двигатель прекращается почти сразу
после закрытия обратного клапана.
УППВЭ позволяет
Отличия от конкурентов
значительно уменьшить:
- пусковой ток двигателя с возможностью формирования по требуемой
характеристике;
- провалы напряжения сети при пуске двигателей в сетях с ограниченной
мощностью;
- электродинамические усилия на обмотки двигателя и ударные механические
воздействия на приводные механизмы при пуске;
снять ограничения по числу пусков двигателя и, тем самым, рационально
и экономично использовать оборудование с учетом, как технологических потребностей,
так и суточного графика тарифов на электроэнергию, а также удлинить межремонтные
промежутки оборудования;
осуществлять управление торможением двигателя.
Это обеспечивает продление срока службы двигателей и вращаемых ими механизмов,
повышение надежности их работы и сокращение потребления электроэнергии за
счет возможности отключения оборудования на время его непроизводительного
использования с последующим включением.
Наличие в шкафу силовой защитной аппаратуры позволяет исключить вводную
высоковольтную ячейку, что уменьшает габариты устройства по сравнению
с аналогичными устройствами. Шкаф УППВЭ содержит модульные высоковольтные
выкатные тиристорные блоки с устройствами защиты от перенапряжений,
вакуумный выключатель, два разъединителя (на входе и выходе), терминалы
управления и защиты, датчики тока.
Кроме этого, имеется исполнение шкафа УППВЭ без выключателя со встроенным
контактором для создания "безопасной" схемы.
Простота в обслуживании и изготовлении устройств на различные напряжения:
3; 6; 10 кВ обеспечивающиеся модульной системой УППВЭ. Модульные выкатные
тиристорные блоки выполнены на охладителях из стандартного алюминиевого
профиля. Конструкция модульных блоков позволяет исключить возможность
КЗ, которое может вызвать пробой тиристоров.
Исключение влияние помех и выдачи недостаточной для включения длительности
импульсов (подачу на тиристор части импульса управления), что особенно
важно при последовательном включении приборов и обеспечивается системой
формирования управляющих импульсов, подаваемых на тиристоры,
Возможность последовательного группового пуска до 10 электродвигателей
и более низкую стоимость по сравнению с импортными аналогами.
Возможность построения систем АСУТП посредством связи устройства УППВЭ
с верхним уровнем по каналу RS-485 через контроллер, встроенный в шкаф
автоматики с различными алгоритмами запуска и постоянной диагностике
процессов.
Технические данные
Параметры
Состав УППВЭ
Номинальное напряжение двигателей, кВ
6; 10; (3)*
шкаф УППВЭ;
пульт управления ПУ;
шкаф автоматики ША;
высоковольтные камеры КСО-299
с вакуумным контактором.
Диапазон мощностей двигателей, МВт
0,2-12,5
Пределы ограничения пускового тока
(1 -4) Iном.дв.
Напряжение питания цепей управления,
трехфазное, В
100,380
Регулируемое время пуска, с
5...60
Степень защиты
IP 20
Климатическое исполнение
УХЛ4, 04
Габаритные размеры шкафа Ш х В х Г,
мм
1500x2385(2152)*х1340
Масса, кг
600 н-1200
Устройства УППВЭ при помощи программного управления позволяют заказчику осуществлять
формирование требуемых пусковых диаграмм тока.
Комплект поставки определяется заказчиком в зависимости от функционального назначения и предусматривает различные исполнения:
для пуска одиночного двигателя;
для пуска группы двигателей.
Управление пуском единичного электродвигателя осуществляется со встроенного
в шкафу УППВЭ пульта управления. Запуск группы электродвигателей производится
от пульта управления оператора, содержащего мнемосхему, специализированный контроллер
и приборы.
Пример
для пуска десяти двигателей с питанием от двух вводов показан на рис.1. Система
позволяет осуществлять плавный, либо прямой пуск выбранного двигателя с управлением
от контроллера. При данной системе управления исключаются аварийные ситуации,
связанные с ошибочными действиями персонала.
Стоимость системы запуска двигателей от устройств УППВЭ в несколько раз ниже
стоимости аналогичной системы с частотным преобразователем.