ИЭ / 6 сем (станционная группа) / Практика / Задание 2
.docx, группа 3231302/90201
Вариант 16 (Компрессоры на ГЭС)
Задание:
Описать технологический процесс по вариантам;
Определить тип привода и двигателя;
Определить основные параметры двигателя;
Основные характеристики двигателя.
Основные достоинства и недостатки двигателя.
1) Потребителями сжатого воздуха на гидроэлектростанциях являются системы регулирования агрегата, торможения, отжатия воды из камеры рабочего колеса при работе в режиме синхронного компенсатора, а также пневматический инструмент, применение которого обязательно в сырых помещениях.
Система пневматического хозяйства состоит из компрессорных установок, ресиверов, магистральных воздуховодов и разводящих линий к потребителям воздуха. Давление воздуха для системы регулирования гидромашин на крупных агрегатах достигает 4 и даже 6 МПа, для остальных потребителей— 0,6–0,7 МПа, в связи с чем устанавливаются компрессоры высокого и низкого давления, которые на крупных станциях дублируются. Компрессоры размещаются, как правило, в блоке монтажной площадки, в некоторых случаях — за пределами здания станции.
Магистральные воздуховоды, проходящие вдоль всего здания, располагаются на промежуточных этажах. Сечение воздуховодов подбирается исходя из скорости воздуха в напорных линиях —до 25 — 30 м/с. Общий расход воздуха зависит от мощности и числа агрегатов и может достигать нескольких десятков кубических метров в минуту (при атмосферном давлении). Ориентировочно общий расход воздуха в системе пневматического хозяйства составляет 13 м3/мин (при атмосферном давлении) на каждые 1000 кВт установленной мощности. При работе агрегатов в режиме синхронного компенсатора и отрицательной высоте отсасывания общий расход воздуха увеличивается. Выпуск сжатого воздуха всегда производится вне пределов здания станции. Работа высоконапорных компрессоров требует водяного охлаждения.
2) Применяется электропривод, так как иногда (а может и часто) нужно регулирование скорости, поэтому используют асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, а для регулировки скорости используют частотный преобразователь для изменения первичной частоты. Соответственно, пуск происходит от пониженной частоты.
3) Применяют в основном электродвигатели серии 4А. Но для лучшей адаптации работы от преобразователя частоты иногда используют 7АИ.
Двигатели серии 4А имеют широкий охват мощностей, от 60 Вт до 315 кВт. На ГЭС, соответственно, используются мощности от 200 кВт и выше. КПД составляет 91% и выше, коэффициент мощности 0,9, частота вращения либо 1500 об/мин, либо 3000 об/мин (выполняются несколько скоростными). Напряжение 0,4 кВ.
Двигатели серии 7АИ имеет аналогичные мощности и напряжение, КПД 93% и выше, коэффициент мощности около 0,88, частоты вращения 700-3000 об/мин. Этот двигатель лучше работает при перегрузках. Двигатель односкоростной, просто с большим диапазоном регулирования за счёт частотного преобразователя.
4) Прямой пуск этих электродвигателей, обеспечивается как при номинальном напряжении сети, так как используется пуск от пониженной частоты.
На низких скоростях вращения необходимо повышать напряжение с необходимостью поддерживать постоянным магнитный поток машины.
Двигатели могут использоваться как в умеренном, так и в тропическом климате.
Как таковых кривых я найти не смог. Только слова о хорошем пуске и плавном регулировании скорости в большом диапазоне за счёт частотного преобразователя, который ещё и помогает меньше потреблять электроэнергии.
Также для регулирования скорости используют включение/отключение, модуляцию, регулирование производительности. Но это приводят к длительным периодам холостого хода, из-за чего снижается энергоэффективность.
5) Преимущества АД с КЗР по сравнению с ФР.
Они не имеют полноценную трёхфазную обмотку, поэтому они конструкционно проще. Нет контактных колец и щёток, которые являются ненадёжным и иногда опасным элементом (из-за кругового огня).
Лёгкий пуск.
Более высокий КПД и коэффициент мощности.
Допустимость кратковременных механических перегрузок.
Если сделать двойную беличью клетку, то пусковой момент будет сравним с пусковым моментом двигателя с фазным ротором.
Недостатки:
АД с ФР имеют регулировочные характеристики лучше, так как для АД с КЗР требуется частотный преобразователь.
Большие пусковые токи.
При недогрузке низкий коэффициент мощности.
Если нет двойной беличьей клетки, то пусковой момент низкий.