Механические характеристики элек­тродвигателя и насоса.

Сопоставляя эти характеристики, мож­но заметить, что электродвигатели серии СТД обеспечивают прямой пуск от полного напряжения сети при открытой за­движке на выходе насоса, если напряжение сети при пуске не ниже 0,65U_ном. При выполнении этих условий момент, развивае­мый двигателем, всегда выше момента сопротивления насоса.

Для привода подпорных насосов применяют синхронные и асинхронные двигатели мощностью до 1600 кВт.

Все изложенное об исполнении и установке двигателей привода главных насосов отностится и к двигателям подпорных насосов, так как они отличаются только по мощности и частоте вращения.

Для мощных синхронных двигателей привода насосов обыч­но предусматривают следующие виды электрических релейных защит: токовую отсечку без выдержки времени, срабатываю­щую при коротких замыканиях; токовую от перегрузок; диффе­ренциальную токовую от внутренних повреждений; минималь­ного напряжения до уровня ниже 0,6 от номинального; токовую от однофазных замыканий на землю при силе тока замыкания на землю, превышающей 10 Л; защиту от асинхронного режи­ма, совмещаемую обычно с защитой от перегрузок. Кроме того, в последнее время предусматриваются системы автоматической частотной разгрузки питающей подстанции (ЛЧР), отключаю­щей 50 % двигателей при снижении частоты ниже 49 Гц, и за­щита двигателей от минимальной частоты. Защита от мини­мальной частоты срабатывает с большей выдержкой времени, чем система АЧР, и отключает все синхронные двигатели.

Схемы управления и защиты синхронных двигателей СТД и СТДП для привода насосов в основном не отличаются от привода центробежных нагнетателей компрессорных станций.

Выпускаемые в настоящее время двигатели серий СТД и СТДП оснащаются тиристорными возбудителями. Возбудители серии ВТЕ-320 предназначены как для питания обмотки возбуждения, так и для управления и автоматического регулирова­ния тока возбуждения при прямом и реакторном пуске, син­хронном и аварийном режимах синхронных двигателей серии СТД.

Технические характеристики тирнсторных возбудителей серии ВТЕ-320-6

Тип возбудите ля	Схема выпрямления	Номинальный выпрямленный ток, А	Номинальное - выпрямленное напряжение, В	Максимальное выпрямленное напряжение В,	КПД при Рном	Коэффициент мощности	Тип двигателя
ВТЕ-	Трех-	320	48	110	88,2	>	СТД-630-2
320/48	фазная					0,32	СТД-800-2
	с ну левым						СТД-1000-2
	выводом						СТД-1250-2
ВТЕ-	То же	320	75	170	91,0	>	СТД-1600-2
320/75						0,32	СТД-2000-2
ВТЕ-	"	320	115	260	92,2	>	СТД-2500-2
320/115						0,32	СТД-3150-2
							СТД-4000-2
ВТЕ-	Трех-	320	150	340	91,5	>	СТД-5000-2
320/150	фазная					0,37	СТД-6300-2
	мостовая
ВТЕ-	То же	320	230	520	92,8	>	СТД-8000-2
320/230						0,37	СТД-10000-2
							СТД-12500-2

В схеме возбудителя предусмот­рены режимы автоматического, ручного и аварийного управле­ния током возбуждения и режим опробования.

При работе в режиме ручного управления возбудитель обес­печивает:

1) автоматическую подачу возбуждения в функции скольже­ния ротора при прямом и реакторном пуске синхронного двига­теля в диапазоне изменения скольжения 1-5 %;

2) плавное регулирование тока возбуждения в диапазоне (0,3-1,1) I_Н; с возможностью подстройки граничных пределов;

3) ограничение минимального значения напряжения возбуж­дения в диапазоне (0-0,5) U_ВН;

4) ограничение тока возбуждения по максимуму значением, регулируемым в пределах (1,2—1,8) I_ВН;

5) ограничение с выдержкой времени тока возбуждения при длительной перегрузке обмотки ротора величиной, регулируе­мой в пределах (0,9-1,1)I_ВН;

6) форсировку по напряжению кратностью не менее 2,25 U_ВН при номинальном напряжении сети и форсировочном токе кратностью 1,8 I_ВН;

7) гашение поля при нормальных и аварийных отключени­ях двигателя переводом преобразователя в инверторный ре­жим, а при наличии сигнала на форсированное гашение - ме­тодом инвертирования с последующим реверсом тока

8) стабилизацию тока возбуждения с точностью ±5 % при изменении температуры обмотки возбуждения от холодного со­стояния до установившегося теплового режима и при измене­нии напряжения питания возбудителя в пределах (0,85-1,1) U_ВН;

Возбудитель обеспечивает защиту:

• от внутренних коротких замыканий в преобразователе;

• от внешних коротких замыканий со стороны постоянного то­ка;

• синхронного двигателя от потери возбуждения и затянувше­гося пуска со временем срабатывания, регулируемым в преде­лах 5-20 с.

При работе в режиме автоматического управления возбуди­тель обеспечивает автоматическое регулирование тока возбуж­дения по напряжению статора и коэффициенту мощности узла нагрузки, а также по параметру, косвенно соответствующему углу нагрузки ø двигателя.

В возбудителе предусмотрен автоматический переход в ре­жим аварийного управления при неисправностях в системе уп­равления, в результате которых возникает недопустимое сни­жение тока возбуждения или исчезновение тока в любой фазе.

Основным элементом возбудителя является основной тиристорный преобразователь ОП, который получает питание от се­ти переменного тока через автоматический выключатель s1 и согласующий силовой трансформатор Т1. В состав тиристор­ного преобразователя входит система импульсно-фазового уп­равления ИК.

Управ­ление тиристорным преобразователем осуществляется импуль­сами, поступающими из импульсно-фазовых каналов ИК.

Схема ограничения тока ротора ОТР предназначена для ог­раничения тока ротора при перегрузке, причем время ограни­чения обратно пропорционально величине перегрузки. Вход­ным сигналом схемы служит сигнал от датчика тока ротора ДТР, составной частью которого являются трансформаторы то­ка ТЗ-Т5.

При самозапуске двигателя к тиристорному возбудителю предъявляется требование погасить поле статора двигателя до допустимого значения за время перерыва электропитания, ко­торое определяется в большинстве случаев временем срабаты­вания систем АПВ и АВР, составляющим 0,5-2,5 с. Сигнал на форсированное гашение поля подается в возбудитель от аппара­туры, определяющей перерыв питания в сети, например, реле направления мощности и др.

Наиболее эффективным методом форсированного гашения поля статора является сочетание режимов инвертирования и противовключеиия тока ротора. Для обеспечения этого режима в схему возбуждения вводится дополнительный преобразова­тель ДП, выполненный по нулевой или мостовой схеме.

Схема защиты от затянувшегося пуска ЗЗП представляет собой реле времени, которое срабатывает при протекании тока через пусковое сопротивление. Сигнал на включение схемы за­щиты поступает от трансформатора Т2. Ток через пусковое со­противление протекает при пуске под воздействием ЭДС, ин­дуктируемой в обмотке ротора.

Схема выполняет также функции защиты от асинхронного хода и исчезновения тока возбуждения.

Схема защиты от короткого замыкания ЗКЗ действует в функции тока ротора. Сигнал в схему поступает от датчика тока ротора ДТР. Схема срабатывает при превышении задан­ной уставки тока преобразователя, т.е. при любых случаях ко­ротких замыканий в силовых цепях возбудителя. Срабатыва­ние схемы приводит к прекращению подачи управляющих им­пульсов в преобразователь и отключению масляного выключа­теля Q.

Схема пуска П предназначена для блокирования импульсов управления преобразователем на период пуска двигателя. Она работает в функции частоты скольжения, т.е. частоты тока в пусковом сопротивлении. Схема состоит из трансформатора тока Т2 и схемы измерения длительности одного из полупери­одов тока в его вторичной цепи. Как известно, по мере разгона двигателя частота тока ротора уменьшается, а длительность по­лупериода увеличивается. Преобразователь включается при снижении частоты тока до заданного значения, соответствую­щего скольжению при входе двигателя в синхронизм.

Схема форсирования возбуждения Ф срабатывает при паде­нии напряжения в статорной цепи двигателя. Схема получает сигнал на срабатывание от трансформатора напряжения Т6.

Автоматический регулятор возбуждения АРВ служит для ав­томатического регулирования тока возбуждения. Сигналы в АРВ поступают от датчика тока ротора ДТР, трансформатора напряжения Т6, трансформатора тока статора Т7.

В случае применения мощных асинхронных двигателей их снабжают токовой отсечкой без выдержки времени, срабатыва­ющей при коротких замыканиях, а также максимальной токо­вой защитой от перегрузок, токовой защитой от однофазных замыканий на землю при силе тока замыкания на землю, превышающей 10А, защитой минимального напряжения от снижения напряжения до уровня ниже 0,6 от номинального и дифференциальной токовой защитой от внутренних повреж­дений.

Кроме электрических защит приводного электродвигателя главного насоса (назначение которых указывалось выше), вы­зывающих отключение двигателя и остановку насосного агрега­та, предусматривается аварийная остановка при появлении не­исправностей и нарушениях нормального режима работы тех­нологического оборудования:

• при повышении температуры подшипников насоса и элект­родвигателя и уплотнений насоса (от сигнализаторов темпера­туры);

• при уменьшении давления в системах подачи смазки и уплотнительной жидкости (от электроконтактных манометров, установленных на входе в агрегат и отключающих его с вы­держкой времени, предотвращающей ложные отключения при автоматическом включении резервных насосов в системе смаз­ки или подачи уплотнительной жидкости) и др.

Электродвигатели подпорных насосов, обладающие значи­тельно меньшей мощностью, чем двигатели основных насосов, могут иметь несколько упрощенные электрические защиты, в частности здесь может отсутствовать защита от понижения ча­стоты, дифференциальная защита от внутренних повреждений и др.

На современных нефтеперекачивающих насосных станциях для управления основными (магистральными) насосными агре­гатами предусмотрены: пуск и остановка в автоматическом ре­жиме по заданной программе при закрытой напорной задвижке по получении команды с местного диспетчерского пункта МДП (операторной) или районного диспетчерского пункта (РДП); раздельное дистанционное управление отдельными элементами агрегата с МДП; местное управление отдельными элементами агрегата вручную непосредственно на месте их установки. При программном управлении может быть предусмотрено автомати­ческое включение резервного агрегата, заменяющего отключен­ный защитой агрегат или не включающийся основной агрегат.