Высоковольтные пусковые устройства
с микропроцессорным управлением (регуляторы напряжения) мощностью 1,6 – 3,15 МВт
Назначение
Высоковольтные пусковые устройства (ВПУ) на базе трехфазных тиристорных высоковольтных регуляторов напряжения предназначены для «мягкого» пуска высоковольтных двигателей переменного тока в электроприводах с вентиляторным характером нагрузки.
Применение высоковольтных пусковых устройств позволяет практически снять ограничения на количество пусков двигателя за время эксплуатации. Особенно привлекательно использование ВПУ для выборочного (поочередного) пуска однотипных электроприводов. Например, для пуска компрессорных агрегатов компрессорной станции. С помощью поочередного запуска агрегатов обеспечивается ступенчатая регулировка производительности всей станции.
Пуск в ход мощных вентиляторов, компрессоров, насосов при использовании ВПУ ослабляет все негативные явления, характерные для прямого пуска.
ВПУ по сравнению с классическими преобразователями при использовании их в качестве пусковых устройств, характеризуются низкой стоимостью, малыми габаритами. За счет этого обеспечиваются минимальные сроки окупаемости при внедрении.
Характеристики
Силовая схема ВПУ – это комбинация встречно-параллельно соединенных тиристоров, включаемых в каждую из трех фаз двигателя (рис.1)
ВПУ укомплектованы микропроцессорной системой управления, которая позволяет реализовать более совершенные алгоритмы управления ВПУ.
ВПУ, используемые для управления двигателем переменного тока, обеспечивают:
- плавный пуск двигателя с регулируемым темпом изменения скорости;
- плавный останов двигателя с регулируемым темпом изменения скорости;
- снижение потерь в двигателе при его разгрузке;
- ограничение пусковых токов в питающей сети;
- повышение долговечности двигателей за счет существенного снижения электродинамических усилий в обмотках двигателей при пусках;
- повышение качества синхронизации синхронных двигателей и ресинхронизации после исчезновения и последующего восстановления напряжения сети;
- повышение долговечности коммутационной аппаратуры.
Преимущества применения ВПУ:
- значительно уменьшается пусковой ток электродвигателя (в 2 – 4 раза);
- существенно снижаются динамические нагрузки на подшипники электродвигателя и кинематику приводных механизмов (в 5 – 7 раз);
- уменьшаются «посадки» напряжения в сети при пуске двигателя;
- улучшаются условия эксплуатации электротехнического оборудования;
- снижаются потери электроэнергии в электрооборудовании при пуске двигателей;
- увеличивается допустимое количество пусков и достигается экономия электроэнергии за счет рационального использования энергоемкого оборудования;
- повышается надежность и срок службы оборудования.
Наибольший экономический эффект достигается при внедрении системы плавного пуска группы высоковольтных электродвигателей. Стоимость ВПУ с вакуумными выключателями и разъединителями в несколько раз ниже стоимости аналогичной системы с частотным преобразователем. Срок окупаемости – до одного года.
Рис. 1. Функциональная схема ВПУ
Технические характеристики:
|
Номинальное линейное напряжение питающей сети, кВ
|
6
|
|
Частота сети, Гц
|
50±2%
|
|
Номинальное линейное напряжение питания собственных нужд, В
|
380
|
|
Максимальный пусковой ток в % от номинального тока
|
400
|
|
Максимальная продолжительность протекания пускового тока, сек
|
30
|
|
Диапазон регулирования продолжительности протекания пускового тока, сек
|
от 1 до 30
|
|
Допустимое количество пусков при условии протекания тока равного 4 Iном и 15-минутного перерыва между пусками
|
без ограничения
|
|
Диапазон регулирования пускового тока, %
|
от 100 до 400
|
Охлаждение ВПУ мощностью 1; 1,6 ; 2; 3,15МВт – воздушное, принудительное.
Типоисполнения ВПУ указаны в таблице 1. Для всех типоисполнений габаритные размеры (L × B× H), мм: – 1400 × 1000 × 2000.
Таблица 1.
|
Наименование изделия
|
Номинальное напряжение, кВ
|
Номинальная мощность, кВт
|
|
ВПУ – 6/1
|
6
|
1000
|
|
ВПУ – 6/1,6
|
6
|
1600
|
|
ВПУ – 6/2
|
6
|
2000
|
|
ВПУ – 6/3,15
|
6
|
3150
|
|
ВПУ – 6/5
|
6
|
5000
|
|
ВПУ – 10/2
|
10
|
2000
|
|
ВПУ – 10/3
|
10
|
3150
|
|
ВПУ – 10/5
|
10
|
5000
|
|
ВПУ – 10/8
|
10
|
8000
|
|
ВПУ – 10/12,5
|
10
|
12500
|
Принцип действия тиристорного регулятора напряжения
Принцип действия тиристорного регулятора напряжения иллюстрируется на рис.2., где:
М – кривая момента асинхронного (синхронного при пуске) двигателя в процессе пуска при постоянном напряжении на зажимах статора.
Мс - момент сопротивления нагрузки механизма в функции скорости;
М1 – момент двигателя для разгона механизма с заданным темпом;
I – пусковой ток статора при постоянном напряжении на зажимах статора;
I1 – пусковой ток, требуемый для обеспечения пускового момента М1
Рис.2.
Из рисунка 2 очевидна высокая эффективность тиристорных регуляторов напряжения, когда требуемый момент двигателя для обеспечения заданного характера пуска значительно меньше, чем момент, развиваемый двигателем при непосредственном подключении к сети.