доступ к которой при необходимости может быть обеспечен и с федерального уровня.

Внедрение ИИДС должно позволить: уменьшить количество повреждений турбоге-

нераторов; повысить эксплуатационную готовность, т.е.

увеличить время работы машин до возникновения повреждения;

увеличить срок службы генераторов; уменьшить ремонтные расходы за счет более

эффективного использования средств, запланированных на проведение ремонтов;

повысить техническую культуру производства и управления.

Такой подход позволит централизованно контролировать текущее состояние турбогенераторов Тюменьэнерго и инвестировать средства в их ремонтное обслуживание с учетом этого состояния.

Выводы

1. Современные средства информационных технологий позволяют полностью автоматизировать оперативную и неоперативную диагностику

турбогенераторов и обеспечить информационную поддержку процедуры оценки их технического состояния как на уровне электростанции, так и на региональном уровне.

2.Интеллектуальная информационно-диагнос- тическая система ИИДС, внедряемая в Тюменьэнерго в качестве составной части корпоративной информационной системы КИС, позволит управляющему персоналу оптимизировать инвестиции

âэксплуатационно-ремонтное обслуживание турбогенераторов на основе учета их текущего техни- ческого состояния.

3.Опыт применения ПК ИИДС для турбогенераторов в дальнейшем может быть использован и для оценки технического состояния другого электрооборудования ТЭС.

Список литературы

1.Надточий В. М. Система поддержки принятия решений для персонала электростанции. – Электричество, 1977, ¹ 7.

2.Электростанция как информационный объект / Надто- чий В. М., Ординян Н. А., Осин Е. А., Трофимов А. С. – Электрические станции, 2000, ¹ 9.

Âусловиях, когда к настоящему времени экономические показатели паротурбинных агрегатов ТЭС практически стабилизировались, так как они работают на максимально возможных с техникоэкономической точки зрения начальных параметрах пара (в Мосэнерго, например, доля оборудования с давлением 13 – 24 МПа доведена до 93%), экономия ресурсов при производстве и отпуске электроэнергии и тепла стала одной из актуальных задач в электроэнергетике [1, 2]. Использование современных энергосберегающих технологий позволяет оптимизировать режимы эксплуатации теплоэнергетических установок ТЭС, обеспечить энерго- и ресурсосбережение.

Âтехнологических схемах собственных нужд ТЭС и насосных станций централизованного теплоснабжения установлено большое количество насосных и вентиляторных установок, асинхронные

приводные электродвигатели которых, работающие с постоянной частотой вращения, выбраны в расчете на максимальную производительность оборудования. Между тем, часы работы оборудования с максимальной нагрузкой не превышают 10 – 15% общего времени его использования. Регулирование производительности насосов и вентиляторов, осуществляемое при переменных режимах механическими регуляторами (задвижками, клапанами, направляющими аппаратами), приводит к потреблению электроэнергии на 30 – 50% больше, чем это требуется для обеспечения оптимального технологического процесса. Это приводит к ежегодным потерям сотен миллионов кило- ватт-часов электроэнергии.

Íà ðèñ. 1 приведена диаграмма, иллюстрирующая типичные средневзвешенные потери на собственные нужды (с.н.) пылеугольного энергоблока

200 МВт, механизмы собственных нужд которого оснащены традиционными асинхронными электроприводами. Как видно, наибольшие потери у механизмов, непосредственно участвующих в производстве электроэнергии – питательные и циркуляционные насосы, мельничные вентиляторы, дымососы и дутьевые вентиляторы.

Наиболее эффективным способом снижения потерь электроэнергии – повышение КПД насосных и вентиляторных агрегатов – является применение электроприводов с регулируемой частотой вращения. Такие электроприводы позволяют плавно изменять производительность и напор в зависимости от фактической нагрузки, обеспечивают “щадящие” без электрических и гидравлических ударов режимы работы как самих насосов и вентиляторов, так и сетей теплоснабжения [3].

Основу электропривода с регулируемой частотой вращения составляют асинхронный двигатель и преобразователь с переменной (регулируемой) частотой на силовых полупроводниковых приборах (SCR-тиристорах, биполярных транзисторах – IGBT, GTO, IGCT, SGCT-тиристорах), подключаемые к сети (а в ряде случаев к приводному асинхронному двигателю) через согласующий трансформатор.

Частотно-регулируемый электропривод признан в мировой практике наиболее эффективной энерго- и ресурсосберегающей экологически чистой технологией и, наряду с такими известными преимуществами, как снижение потребляемой электроэнергии, исключение гидро- и электродинамических ударов при пусках механизмов и при других переходных процессах, позволяет обеспе- чить новые существенно важные в эксплуатации ТЭС возможности:

оптимизацию нагрева поверхностей парогенераторов при разгрузках энергоблоков за счет уменьшения температурных перекосов, что не только повышает надежность их работы, но и существенно увеличивает ресурс;

экономичное прохождение энергоблоками режима “скользящих” параметров пара, что обеспе- чивает маневренность и высокую эффективность топливоиспользования в этом режиме;

облегчение режима самозапуска (рестарта) электроприводов собственных нужд при глубоких колебаниях или кратковременных исчезновениях с последующим восстановлением напряжения в системе электроснабжения собственных нужд;

дополнительное повышение мощности энергоблока в часы максимума нагрузки в энергосистеме; увеличение ресурса тепломеханического и электрического оборудования, увеличение межре-

монтных периодов; снижение уровня выбросов загрязняющих ве-

ществ в атмосферу за счет оптимизации процесса сжигания топлива (расчетное значение до 1,5% на каждую сэкономленную тонну условного топлива);

Pñí/Pçá, % 3

2

1

/ %$! *$&, .

Pñí – мощность, потребляемая механизмами собственных нужд энергоблока; Pýá – мощность энергоблока; группы потребителей: 1 – топливоподача; 2 – мельницы-вентиляторы; 3 – насосы гидрозолоудаления; 4 – дутьевые вентиляторы; 5 – дымососы; 6 – питательный насос котла; 7 – конденсатные насосы; 8 – циркуляционные насосы охлаждающей воды; 9 – 11 – вспомогательные механизмы энергоблока (маслонасосные установки, насосы газоохладителей и др.).

повышение уровня автоматизации.

Íà ðèñ. 2 è 3 приведены кривые изменения энергопотребления электроприводов дутьевых вентиляторов и дымососов при регулировании их производительности направляющим аппаратом и электроприводом с регулируемой частотой вращения. На ðèñ. 4 приведены полученные экспериментально на пылеугольном энергоблоке 200 МВт показатели режима регулируемого электропривода питательного насоса ПЭ-580 при изменении нагрузки энергоблока [4].

Применение электроприводов с регулируемой частотой вращения на насосно-перекачивающих станциях централизованного теплоснабжения, наряду с обеспечением “щадящих” условий эксплуатации насосных агрегатов и теплопроводов за счет создания оптимальных гидравлических режимов и поддержания заданного давления при переходных процессах в теплосети и переменном теплопотреблении, позволяет экономить электроэнергию и оптимально распределять нагрузки между параллельно работающими насосными агрегатами по минимуму суммарных энергозатрат. Вследствие этого увеличивается эксплуатационная надежность оборудования, практически исключаются аварийные ситуации, связанные с повреждением теплопроводов и выбросом теплоносителя (горя- чей воды) на рельеф (или в дренаж) [5, 6].

Не следует однако считать, что переход от нерегулируемого электропривода к электроприводу с регулируемой частотой вращения является тривиальной задачей, решаемой путем простой замены одного типа электропривода на другой. Такой переход, как правило, сопровождается оптимизацией технологического процесса ибо правильное применение регулируемого электропривода при-

P, êÂò

1000

1

800

600

2

400

200

, % * : % )

*! 5 ! " )

* 5 .

1 – направляющим аппаратом; 2 – регулируемым электроприводом

P, êÂò 1200

1100

1000

900

800

700

600

500

1

400

300

2

200

100

20 30 40 50 60 70 80 90 100 Q, %

, % * *$)

! " * 5 .

1 – направляющим аппаратом; 2 – регулируемым электроприводом

водит в большинстве практических случаев к упрощению технологического цикла и автоматизации процесса.

Опыт показывает, что энерго- и ресурсосбережение в собственных нуждах ТЭС возможно осуществить по двум вариантам:

1.Замена механизмов с.н. и их приводных электродвигателей на новые, энергоэкономичные,

ñвысоким КПД для теплоэнергетических установок ТЭС, работающих большую часть времени в базовой части графика электрических нагрузок. Применение при этом регулируемого электропривода требует в каждом конкретном случае тщательного технико-экономического обоснования, которое наряду с прочими условиями должно учитывать, позволяет ли регулируемый электропривод упростить технологический процесс, можно ли увеличить мощность энергоблока, на сколько можно увеличить ресурсосбережение и др.

2.Сохранение в работе находящихся в эксплуатации электродвигателей с.н., сопрягая их с преобразователями с регулируемой частотой, обеспечи- вающими оптимальное изменение производительности механизмов и значительную экономию электроэнергии в широком диапазоне нагрузок в маневренных режимах работы ТЭС.

И в том, и в другом случаях применение стандартных асинхронных двигателей в регулируемом электроприводе предъявляет определенные требования к преобразователям частоты в части обеспе- чения электромагнитной совместимости при сопряжении их с серийными асинхронными двигателями [7].

Исследования в области разработок и практи- ческого применения регулируемых электроприводов ведутся во ВНИИЭ более трех десятков лет. В 1981 – 1985 гг. специалистами института были выполнены и доведены до промышленного производства и внедрения разработки регулируемых электроприводов, в которых впервые в мировой практике были применены высоковольтные преобразователи частоты напряжением 6000 В. Такие электроприводы серии ЭТВА введены в эксплуатацию на ряде ТЭС [8, 9].

Одновременно был разработан новый тип регулируемого электропривода на основе асинхронного бесконтактного двигателя “двойного” питания с преобразователем частоты во вторичном контуре [3, 10].

Указанный тип регулируемого электропривода был рекомендован РАО “ЕЭС России” (информационное письмо ИП-05-99-Э) для тягодутьевых механизмов котлов и внедрен на тепловых электростанциях.

 таблице приведен перечень объектов, на которых с участием специалистов ВНИИЭ были внедрены электроприводы с регулируемой частотой вращения для различных технологических механизмов. Особо необходимо отметить крупные проекты, реализованные с участием института:

ввод в эксплуатацию совместно с фирмой ЭСТЭЛ десяти высоковольтных частотно-регулируе- мых асинхронных электроприводов серии ЭТВА сетевых насосов на ТЭЦ “Хуанен-Пекин” в КНР [11]; ввод в эксплуатацию 26 высоковольтных час- тотно-регулируемых асинхронных электроприво-

дов на ТЭС и в Тепловых сетях Мосэнерго [12, 13].

С конца 1995 г. ВНИИЭ участвует в реализации программы широкого внедрения в Мосэнерго энергосберегающих частотно-регулируемых электроприводов на ряде ТЭЦ и насосно-перекачиваю- щих станциях тепловых сетей. Эта программа, разработанная специалистами ВНИИЭ и служб Мосэнерго, базируется на результатах комплексного обследования собственных нужд ТЭС, проводившегося ВНИИЭ, и определяет перечень механизмов, оснащение которых регулируемыми электроприводами наиболее эффективно [2].

Как видно из таблицы, за период 1995 – 2004 г. в Мосэнерго были введены в эксплуатацию 26 высоковольтных частотно-регулируемых электроприводов общей установленной мощностью 29 370 кВт, 12 из которых установлены на насос- но-перекачивающих станциях Тепловых сетей. В состав всех частотно-регулируемых электроприводов, находящихся в эксплуатации, входят высоковольтные преобразователи частоты производства фирмы “Аллен-Бредли” (Канада). Выбор преобразователей частоты этой фирмы определялся тем, что они выполнены на современной базе силовой и информационной электроники, адаптированы к требованиям российского стандарта на качество электроэнергии в сетях электроснабжения и имеют сниженные уровни гармоник, генерируемых в эти сети. Управление автономным инвертором по принципу широтно-импульсной модуляции позволяет применять в электроприводах стандартные высоковольтные асинхронные двигатели российского производства практически без снижения их номинальной мощности. Цифровая система управления обеспечивает векторное регулирование частоты вращения и момента асинхронных двигателей, плавное частотное торможение с рекуперацией энергии в сеть электроснабжения (это особенно важно при останове мощных дутьевых вентиляторов и дымососов с большими моментами инерции), а также управляемый самозапуск электропривода с механизмом после перерывов электроснабжения или глубоких снижений напряжения [14].

Целесообразность использования технических и конструкторско-технологических решений преобразователей частоты фирмы “Аллен-Бредли” подтверждается тем, что на конец 2003 г. общее число внедренных в России в металлургию, электроэнергетику и жилищно-коммунальное хозяйство регулируемых электроприводов с преобразователями частоты напряжением 3300 и 6000 В этой фирмы достигло 100. Более чем восьмилетний опыт эксплуатации подтвердил надежность и высокую эффективность примененных электроприводов, которые за этот период позволили сэкономить в Мосэнерго около 400 млн. кВт ч.

/ " ! ! )

* 5 /,) F " !")

$ ! 5 % .

Ð – экономия мощности по сравнению с регулированием РПК; G – расход питательной воды; IÀÄ – ток статора электродвигателя 4АЗМ-5000/600

В Мосэнерго с участием ВНИИЭ были также развернуты работы по совершенствованию АСУ теплоэнергетических установок с частотно-регу- лируемыми электроприводами.

Так, на ТЭЦ-26 на котлоагрегате ¹ 2, на котором установлены четыре регулируемых электропривода тягодутьевых механизмов и регулируемый электропривод питательного насоса, была полностью изменена концепция управления, в соответствии с которой регулирование таких параметров, как расход воздуха, кислорода в уходящих газах, разрежение в топке, разность температур уходящих газов, соотношение топливо – воздух, уровень в барабане котла и его нагрузка, должно осуществляться путем воздействия на управление регулируемых электроприводов для изменения ча- стоты их вращения [15].

На ТЭЦ-25, на которой в эксплуатации находятся шесть частотно-регулируемых электроприводов сетевых насосов первого и второго подъема, начаты работы по автоматизации теплофикационного узла, которые будут завершены с вводом в

2005 г. регулируемых электроприводов насосов нормальной подпитки теплосети.

Применение на насосно-перекачивающих станциях Тепловых сетей Мосэнерго регулируемых электроприводов сетевых насосов позволило эффективно решить задачу построения систем комплексной автоматизации этих многоагрегатных станций с использованием промышленных контроллеров для управления режимами станции

èработой насосных агрегатов [5, 6].

Âсоответствии с упоминавшейся ранее программой предполагается ввести в конце 2004 г. в Тепловых сетях Мосэнерго два регулируемых электропривода сетевых насосов на насосной станции “Бусиновская”, а в 2005 г. – два регулиру-

емых электропривода на насосной станции “Филевская”. В 2005 – 2006 гг. намечено оснастить на ТЭЦ-26 регулируемыми электроприводами четыре тягодутьевых механизма и один питательный насос котлоагрегата ¹ 1 и ввести АСУ с реализацией принципов управления аналогичных примененным на котле ¹ 2.

Научные и технические проблемы при организации широкого внедрения регулируемых электроприводов в отрасли и опыт их эксплуатации в Мосэнерго были рассмотрены в 2003 г. на совещании в РАО “ЕЭС России”. В решении совещания, в частности, отмечалось, что частотно-регулируе- мые электроприводы являются эффективным инструментом проведения в отрасли политики энерго- и ресурсосбережения. Их необходимо широко применять при новом строительстве, техническом перевооружении и реконструкции ТЭС, включая в соответствующие проекты.

Список литературы

1.Техническое перевооружение и реконструкция ТЭС России с применением энергосберегающих технологий на основе регулируемого электропривода механизмов собственных нужд / Берсенев А. П., Шейко П. А., Лазарев Г. Б., Шакарян Ю. Г. – Вестник ВНИИЭ-2000. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2000.

2.Повышение экономичности и надежности собственных нужд ТЭС и долгосрочная программа внедрения регули-

руемых электроприводов ОАО “Мосэнерго” в 1999 – 2000 гг. и на перспективу до 2005 г. / Лазарев Г. Б., Маханьков А. К., Серебрянников Н. И., Шакарян Ю. Г. – Вестник ВНИИЭ-2000. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2000.

3.Забровский С. Г., Лазарев Г. Б., Мурзаков А. Г. Регулируемый электропривод механизмов собственных нужд ТЭС.

– В кн.: Итоги науки и техники. Сер. Электропривод и автоматизация промышленных установок. М.: ВИНИТИ, 1990, т.11.

4.Частотно-регулируемый электропривод питательного насоса энергоблока 200 МВт Молдавской ГРЭС / Алимбочко В. Ф., Корниенко А. Д., Ходулин В. А. и др. – В сб.: Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического совещания “Разработка и внедрение регулируемых электроприводов собственных нужд и тиристорных пусковых устройств для газотурбинных установок”. М.: Информэнерго, 1988.

5.Марков И. А. Об эффективности реконструкции насосноперекачивающих станций тепловых сетей Мосэнерго. –

ЦЭНЭФ, 1999, сентябрь – декабрь.

6. Липовских В. М., Брустейн П. И., Альбертинский Л. И.

Создание и эксплуатация в тепловых сетях ОАО “Мос-

энерго” автоматизированных насосно-перекачивающих станций на основе частотно-регулируемого электропривода сетевых насосов. – Вестник ВНИИЭ-2000. М.: ЭНАС, 2000.

7.Лазарев Г. Б. Обеспечение электромагнитной совместимости при применении частотно-регулируемых асинхронных электроприводов в системе электроснабжения собственных нужд ТЭС. – Вестник ВНИИЭ-2000. М.: ЭНАС, 2000.

8.Высоковольтные тиристорные преобразователи частоты для регулируемого электропривода серии ЭТВА мощностью 3200 – 8000 кВт, напряжением 6000 В / Забровский С. Г., Зильберг А. Б., Лазарев Г. Б. и др. – В сб.: Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического совещания “Разработка и внедрение регулируемых электроприводов и тиристорных пусковых устройств для газотурбинных установок”. М.: Информэнерго, 1988.

9.Плешков Ю. М., Лазарев Г. Б. Тиристорный электропривод переменного тока производства фирмы ESTEL. – В сб.: Доклады первого международного научно-техниче- ского семинара “Проблемы регулируемого электропривода для электроэнергетики”. М.: ЭНАС, 1999.

10.Îïûò и внедрение асинхронных электроприводов серии РБД на базе бесконтактного регулируемого электродвигателя “двойного питания” для тягодутьевых механизмов ТЭС / Батуринская О. В., Довганюк И. Я., Лабунец И. А. и др. – В сб.: Доклады первого международного научнотехнического семинара “Проблемы регулируемого электропривода для электроэнергетики”. М.: ЭНАС, 1999.

11.Высоковольтный частотно-регулируемый электропривод сетевых насосов ТЭЦ “Хуанен-Пекин” (КНР) / Лазарев Г. Б., Плешков Ю. М., Султанов А. Т. и др. – Вестник ВНИИЭ-2003. М.: ЭНАС, 2003.

12.Анализ результатов внедрения и дальнейшие перспективы

применения в ОАО “Мосэнерго” частотно-регулируемых электроприводов насосных и вентиляторных установок / Зинаков В. Е., Маханьков А. К., Лазарев Г. Б., Шакарян Ю. Г. – В сб.: Доклады второго международного науч- но-технического семинара “Применение регулируемого электропривода в электроэнергетике”. М.: ЭНАС, 2001.

13.Маханьков А. К. Долгосрочная программа энергосбережения в ОАО “Мосэнерго” на основе парогазовых технологий и регулируемого электропривода. – Вестник ВНИИЭ2003. М.: ЭНАС, 2003.

14.Особенности наладки и эксплуатации высоковольтных регулируемых асинхронных электроприводов на основе инвертора тока с ШИМ / Вейнгер А. М., Виницкий Ю. Д., Максимов В. В. и др. – Электрические станции, 1999,

¹1.

15.Частотно-регулируемые электроприводы в собственных

нуждах ТЭЦ-26 Мосэнерго / Лазарев Г. Б., Новаковский А. Н., Ломакин Б. В., Захаренков А. В. – Электриче- ские станции, 2004, ¹ 3.