1.2 Електропривод насосних установок

Насосний агрегат (НА) – насос у сукупності з приводом та передавальним механізмом. В більшості випадків у якості приводу НА використовують електродвигуни (ЕД), до яких висувають ряд специфічних вимог [1, 3]. Однією з визначальних є необхідність пуску двигунів під навантаженням. Конструкція ЕД повинна також допускати досить тривале (не менше 5 хв) обертання ротора у зворотний бік зі швидкістю, зумовленою характеристикою насоса, що викликане відключенням ЕД від мережі у випадку нормальної експлуатаційної або аварійної зупинки аґреґата. Можливість частих повторних пусків потужних насосних станцій (НС) висуває підвищені вимоги до конструкції обмотки статора й пускової обмотки ЕД, нагрів яких зумовлює тривалість необхідної паузи між пусками й припустиме число пусків за розглянутий період.

Для насосів невеликої потужності (до 200–250 кВт), а також насосів, що працюють у режимах із частими пусками, рекомендується застосовувати асинхронні ЕД єдиної серії А: потужністю до 100 кВт – серій А2 і АТ2; 100–400 кВт – серій А та АК із контактними кільцями; понад 400 кВт – серії АЗ закриті й АКЗ із короткозамкненим ротором; 200–2000 кВт єдиної серії АН з короткозамкненим ротором і АКН із фазним ротором.

Електропривод із короткозамкненим асинхронним двигуном є найпоширенішим завдяки простоті й малій вартості. Такий привод найбільш простий в експлуатації, не вимагає постійного нагляду й забезпечує тривалу надійну роботу. При автоматичному керуванні вони потребують порівняно простої апаратури.

Асинхронні електродвигуни з фазним ротором для приводів насосів використовують рідко. Вони складніші за конструкцією й дорожчі на 40–50 %.

Для насосів потужністю більше 250 кВт, а також насосів, що характеризуються великою тривалістю роботи, застосовують синхронні ЕД загальнопромислового застосування різних типорозмірів, що мають великий діапазон потужності (80–10000 кВт) і частоти обертання (100–1500 об/хв) при напрузі 380–10000 В. Для збудження синхронних ЕД рекомендується застосовувати статичні тиристорні збуджувачі, завдяки яким, крім можливості регулювання сили струму, підвищується економічність усієї установки за рахунок зменшення експлуатаційних витрат з обслуговування, ремонту й зниження витрати електроенергії.

Для можливості регулювання подачі й напору насоса й поліпшення техніко-економічних показників НС у цілому доцільно привод насоса здійснювати від двошвидкісного ЕД із частотами обертання, які відрізняються на 25–35 %. Переведення з однієї частоти обертання на іншу виконується відключенням однієї обмотки статора з наступним увімкненням іншої.

Специфічними електричними машинами є двигуни-ґенератори, застосовувані в оборотних насосних аґреґатах, розрахованих на обертання у взаємно протилежних напрямках під час роботи в насосному й турбінному режимах. Особливості конструкції такої реверсивної машини зумовлені специфікою її роботи – необхідністю роботи в режимах двигуна, ґенератора й синхронного компенсатора, частими пусками й зупинками, швидким набором і скиданням навантаження, багаторазовими перемиканнями протягом доби.