Электрооборудование нефтяной и газовой промышленности

чается возможность установки электродвигателей и компрессо­ ров в общем зале при использовании взрывозащищенных ма­ шин, например электродвигателей СТДП, выпускаемых промы­ шленностью для тех же напряжений, мощностей, что и электро­ двигатели СТД (см. § 30 и 72).

Пуск асинхронных двигателей АЗ-4500-1500 и синхронных электродвигателей СДСЗ и СТД осуществляется при полном напряжении сети. Для двигателей СТМ-4000-2 на КС приме­ няется асинхронный пуск при пониженном напряжении, для чего используют автотрансформаторы или реакторы. Возможен и прямой пуск. Функции пусковой обмотки на роторе двигателя

383

двигателя подается питание через реактор Р. Потери напряже­ ния в реакторе составляют около 35% от номинального напря­ жения. Двигатель разгоняется в асинхронном режиме до 95% от номинальной частоты вращения. Далее включается катушка контактора М, контакты которого отсоединяют от обмотки воз­ буждения двигателя гасительное сопротивление СГ и подклю­ чают ее на питание постоянным током от возбудителя В. Дви­ гатель начинает работать в синхронном режиме. Одновременно»

Рис. 11.6. Схема управления пуском электродвигателя СТМ-4000-2

включается выключатель Л В, подающий полное напряжение на зажимы статора, а выключатель ЛВ2 отключается. После этого* регулируется сила тока возбуждения так, чтобы двигатель ра­ ботал с током статора, не превышающим номинального при но­ минальном напряжении сети. При допустимых для двигателя отклонениях напряжения питания от номинального на ±5% двигатель отдает номинальную мощность при номинальном ко­ эффициенте мощности. В схеме цепей возбуждения предусмот­ рен контакт контактора форсировки КФ, замыкающийся при резком снижении напряжения в питающей сети, закорачиваю­ щий реостат в цепи обмотки возбуждения возбудителя ОВВ, и токовое реле РНТ, контролирующее наличие тока возбуж­ дения.

Асинхронные двигатели типа АЗ привода центробежных на­ гнетателей снабжают максимальной токовой защитой от пере­

грузок и коротких замыканий, токовой защитой от однофазных замыканий на землю при силах тока замыкания на землю, превышающих 10 А, защитой минимального напряжения, а ино­ гда и дифференциальной токовой защитой от внутренних по­ вреждений. В тех случаях, когда предусмотрен самозапуск электродвигателя, защиту минимального напряжения не уста­ навливают.

Рис. 11.7. Схема управления и защиты синхронного электродвигателя СТД- 4000-2 с бесщеточным возбудительным устройством

Для двигателя СТМ-4000-2 предусматривают электрические релейные защиты: максимальную токовую от перегрузок и ко­ ротких замыканий; дифференциальную токовую от внутренних повреждений; защиту минимального напряжения от снижения напряжения ниже 0,6 от номинального на время, превышающее 1 с; токовую от однофазных замыканий на землю при силах тока замыкания на землю, превышающих 10 А; защиту от пре­ кращения тока возбуждения.

Рассмотрим вариант схемы управления и защиты синхрон­ ного двигателя СТД-4000-2 с бесщеточным возбуждением (рис. 11.7). Выключатель ЛВ снабжен электромагнитным приводом.

386

Обмотка возбуждения возбудителя ОВВ питается от унифици­ рованного регулятора возбуждения РВСД и от трансформатора напряжения НОМ, подключенного ко входу выпрямителя ВП1.

РВСД питается от трансформаторов тока ТТЗ и ТТ4 и от трансформатора напряжения НТМИ. Этот регулятор автомати­ чески поддерживает заданный коэффициент мощности при лю­ бых нагрузках и обеспечивает компаундирование, т. е. форси­ ровку возбуждения при увеличении силы тока статора.

Переменное напряжение частотой 400 Гц, снимаемое с якоря возбудителя В, после выпрямления мостовым выпря­ мителем ВМ подается на обмотку возбуждения двигателя ОВД. Тиристорный ключ ТК обеспечивает ограничение перенапряже­ ний в обмотке ОВД в переходных режимах, а также гашение поля при отключении ОВВ. Ротор возбудителя В, выпрямитель ВМ и тиристорный ключ ТК находятся на одном валу с рото­ ром двигателя Д. При пуске двигателя в результате действия цепей управления пуском возбуждается контактор КТВ и сво­ ими контактами включает на питание электромагнит включения привода ЭВ. Включается выключатель ЛВ. Двигатель разго­ няется в асинхронном режиме. При снижении пускового тока до величины, соответствующей подсинхронной скорости, токовое реле РПТ замыкает свой контакт в цепи реле РП1. В резуль­ тате возбуждается реле РП1, обесточивается реле РП2 и с вы­ держкой времени включается контактор КП1, контакт которого' КП1-2 подает питание в обмотку возбуждения возбудителя ОВВ.

После втягивания двигателя в синхронизм реле РМ разры­ вает своим контактом цепь реле времени РВ. Если же пуск затянулся и асинхронный режим продолжается длительно, ТО' реле времени РВ своим контактом возбуждает реле РПЗ, а по­ следнее своим контактом РПЗ-1 подает питание на отключаю­ щий электромагнит ЭО привода выключателя, а контактом РПЗ-2 замыкает цепь обмотки контактора гашения поля КП2. Последний своим контактом КП2-2 отключает питание обмотки ОВВ. Одновременно контактом РПЗ-З отключается и контактор КП1. Аналогично схема действует при выходе двигателя из син­ хронного режима.

Реле РМ имеет две обмотки — токовую (РМТ) и напряже­ ния (РМН). Оно реагирует на направление реактивной мощ­ ности, которая в асинхронном режиме поступает из питающей сети в двигатель.

Кроме форсировки обеспечиваемой регулятором РВСД соз­ дается дополнительно форсировка при снижении напряжения, осуществляемая реле форсировки РФ и контактором форси­ ровки КФ, шунтирующим своим контактом резистор R4 в цепи питания обмотки возбуждения ОВВ. Резистор R3 служит для настройки регулятора РВСД. Оба резистора R3 и R4 служат^ для регулирования возбуждения. Защита от пробоя вентилей цепи возбуждения осуществляется реле РН2, включенным

последовательно с конденсатором С. При пробое вентилей в об­ мотке этого реле появляется переменный ток. Реле срабатывает

исвоим контактом возбуждает катушку реле РП4, которое кон­ тактом РП4-1 включает электромагнит отключения ЭО привода выключателя ЛВ.

Одновременно контактом РП4-2 включается контактор КП2

иконтакт КП2-2 отключает обмотку возбуждения возбудителя ОВВ. Таким же образом отключаются Л В и ОВВ при действии:

защиты от понижения напряжения (выходное реле РП5, действующее от реле PHI);

дифференциальной токовой защиты (выходное реле РП6, действующее от токового реле, включенного между трансфор­ маторами тока ТТ1 и 7Т5);

схемы частотной разгрузки, реле которой действует при сни­ жении частоты в энергосистеме (выходное реле РП7)\

защиты от замыканий на землю (выходное реле РП8, дей­ ствующее при срабатывании токового реле, подключенного

ктрансформатору тока нулевой последовательности ТНП)\ технологических защит, кнопки аварийного отключения КО.

Реле дифференциальной токовой защиты, реле частоты и токовое реле защиты от замыканий на землю на схеме не показаны. Защита от перегрузок обеспечивается, как видно, токовым реле РПТ, а от коротких замыканий — дифференци­ альной токовой защитой. Технологические защиты действуют при ненормальной работе системы смазки и других устройств компрессорного агрегата. Состояние системы смазки определяет возможность работы агрегата. Система смазки имеет несколько насосов, маслопроводы низкого, среднего и высокого давлений, маслоохладители и другие элементы. Маслопроводы низкого и среднего давлений обеспечивают смазку опорно-упорного под­ шипника нагнетателя (давление масла 0,45 МПа), редуктора и электродвигателя (давление 0,05—0,06 МПа). Масло из масля­ ного бака подается в маслопроводы при работе агрегата насо­ сом, смонтированным на корпусе редуктора. На ответвлении от маслопровода среднего давления к маслопроводу низкого давления установлен редукционный клапан. От маслопровода среднего давления масло подается также в масляное реле осе­ вого сдвига, смонтированное в нагнетателе и обеспечивающее остановку агрегата при появлении осевого сдвига ротора на­ гнетателя на 0,7—0,8 мм.

В периоды пуска и остановки агрегата масло подается в эти маслопроводы пусковым масляным насосом, приводимым в дей­ ствие от асинхронного электродвигателя. Для поддержания не­ обходимого давления в маслопроводе при остановке агрегата из-за исчезновения напряжения в питающей системе перемен­ ного тока или из-за внезапного падения давления масла в си­ стеме предусматривается резервный масляный насос с приводом от электродвигателя постоянного тока, питаемого от аккуму­

388

ляторной батареи, либо с приводом от электродвигателя пере­ менного тока.

На выходе из нагнетательной улитки (см. рис. 11.2) ротор нагнетателя снабжен масляным уплотнением, предотвращаю­ щим утечки газа в помещение. Это достигается поддержанием давления масла па уровне, превышающем на 0,2—0,3 МПа дав­ ление газа, что обеспечивается регулятором перепада давления газ — масло.

Для уплотнения и смазки опорного подшипника нагнета­ теля служит маслопровод высокого давления (6,5 МПа), в ко­ торый масло подается из масляного бака винтовым насосом,

1450 об/мин. Имеются два винтовых насоса (рабочий и резерв­ ный) с автоматическим включением резервного насоса при ос­ тановке основного. В системе три маслоохладителя — низкого, среднего и высокого давлений, в которых масло охлаждается циркулирующей водой.

Можно отметить следующие виды технологических защит компрессорного агрегата, действующих в случаях:

уменьшения перепада давлений масло — газ на уплотнитель­ ном подшипнике до 0,08—0,09 МПа (импульс от регулятора перепада); падения давления масла в системе смазки подшип­ ников агрегата до 0,025 МПа (от реле пуска резервного насоса смазки); резкого повышения температуры масла до 80°С на каком-либо из подшипников агрегата (импульс от электрон­ ного моста контроля температуры); увеличения осевого сдвига ротора нагнетателя до 0,7—0,8 мм (импульс от реле осевого сдвига).

§ 68. Вспомогательное электрооборудование компрессорных станций

Для привода вспомогательных механизмов компрессорных агрегатов и общестанционных устройств на компрессорных стан­ циях применяют короткозамкнутые закрытые продуваемые асин­ хронные двигатели единых всесоюзных серий А, АО, АОЛ и А2, А02 380/220 В и частично двигатели постоянного тока 220 В.

Для привода насосов градирни, погружных артезианских насосов используют вертикальные электродвигатели со стани­ ной без лап, с креплением к насосу при помощи фланца, име­ ющегося на щите двигателя. Вентиляционные установки, ра­ ботающие в условиях взрывоопасных сред, оборудуют взрыво­ защищенными асинхронными двигателями. Для привода резерв­ ных масляных насосов компрессорных агрегатов применяют двигатели постоянного тока на 220 В. Пуск, остановка и защита двигателей осуществляются при помощи автоматических воз­ душных выключателей, контакторов, магнитных пускателей в нормальном и взрывобезопасном исполнении (см. § 26).

389

Назначение и основные технические данные главнейших эле­ ментов вспомогательного электрооборудования характеризуются следующим.

На компрессорных станциях с электрическим приводом цент­ робежных нагнетателей к каждому компрессорному агрегату относятся электроприводы: пускового маслонасоса с асинхрон­

(20 кВт, 1450 об/мин); резервного насоса уплотнения с асин­ хронным двигателем (20 кВт, 1450 об/мин); вентилятора ох­ лаждения главного электродвигателя с асинхронным двигате­ лем (20 кВт, 730 об/мин).

На газотурбинных компрессорных станциях каждый ком­ прессорный агрегат комплектуется электроприводами: пускового маслонасоса с асинхронным двигателем (20 кВт, 2920 об/мин); резервного маслонасоса с двигателем постоянного тока (4,2 кВт, 2200 об/мин); аварийного насоса уплотнения с двигателем по­ стоянного тока; валоповоротного устройства для проворачива­ ния роторов перед запуском и во время охлаждения агрегата после остановки, с асинхронным двигателем (1,7 кВт, 1490 об/мин).

В состав общестанционных вспомогательных устройств на электроприводных и газотурбинных КС входят электроприводы:

двух центробежных насосов (рабочего и резервного) гра­ дирни охлаждения воды, охлаждающей маслоохладители с асин­ хронными двигателями (10—28 кВт, 1450—2900 об/мин); вен­ тилятора градирни с двухскоростным асинхронным двигателем (20—28 кВт, 1450—730 об/мин); кислотного насоса и вакуумнасоса подкислительной установки для стабилизации времен­ ной жесткости охлаждающей воды с асинхронными двигате­ лями;

несколько шестеренчатых насосов для перекачки масел в мас­ ляном хозяйстве станций с асинхронными двигателями (от 1,7 до 4,5 кВт, 980—1420 об/мин); маслоочистительной установки с асинхронным двигателем (2,8—4,0 кВт, 1430 об/мин); на­ сосной станции охлаждения газа( если необходимо охлаждение) с вертикальным асинхронным двигателем (28 кВт, 1450 об/мин); воздушных вспомогательных компрессоров с асин­ хронными двигателями (4,5—20 кВт, 1500 об/мин).

Кроме этих потребителей электроэнергии, на КС имеются токоприемники, непосредственно не связанные с работой ком­ прессорных агрегатов. К числу таких потребителей относятся механические мастерские, невзрывоопасные помещения станций, кондиционеры, насосные котельных и бытового водоснабжения, освещение территории жилых поселков и др.

Для питания двигателей резервных масляных насосов, ко­ торые должны работать при исчезновении питающего перемен­

390