Система плавного пуска электродвигателей
Устройства плавного пуска серии ШПТУ разработки НПП "ЭКРА" предназначены для плавного пуска синхронных и асинхронных двигателей среднего напряжения (3-15) кВ мощностью до 17 МВт, Устройства также позволяют выполнять плавное, без броска тока намагничивания, включение в сеть трансформаторов мощностью до 100 МВА, напряжением включаемой обмотки до 15 кВ, при этом пусковой ток трансформатора не превышает номинального значения тока холостого хода.
Устройства плавного пуска серии ШПТУ представляют собой тиристорные преобразователи, выполненные по схеме регулятора напряжения с фазовым управлением типа ШПТУ или преобразователя частоты с управляемым выпрямителем и зависимым инвертором тока типа ШПТУ-ВИ.
Модификация ШПТУ-ВИ типоисполнения ШПТУ-ВИР предназначена для длительной работы с регулированием частоты вращения двигателей (см. раздел Преобразователи частоты для электродвигателей напряжением 3..10 кВ).
Рис.3. Функциональная схема ШПТУ Рис.4. Функциональная схема ШПТУ-ВИР
Устройства плавного пуска серии ШПТУ обеспечивают возможность регулирования величины и скорости нарастания пускового тока, позволяют осуществлять пуск двигателей и трансформаторов от источников ограниченной мощности. Благодаря этому обеспечивается надежная работа агрегатов, продлеваются сроки эксплуатации оборудования, снимаются ограничения на число пусков двигателя, позволяя рационально использовать оборудование и экономить электроэнергию.
Режим работы ШПТУ повторно-кратковременный с временем непрерывной работы 90+/-5 с при трёхкратной величине пусковых токов от номинального значения типоисполнения ШПТУ с последующей паузой не менее 10 мин (3 пуска подряд с временем пуска до 30 с). При меньшей величине пусковых токов время непрерывной работы ШПТУ увеличивается на величину кратности 3Iн/Iпуск.
Устройства ШПТУ-ВИ позволяют осуществлять частотный пуск двигателей с пусковыми токами не более номинального значения двигателя для механизмов с "вентиляторной" нагрузкой и не более 1,2 от номинального значения для механизмов с большим статическим моментом.
Устройство представляет собой трехфазный тиристорный регулятор тока, состоящий из встречно-параллельно включенных тиристоров в каждой фазе, подключенных между фазами питающей сети А, В, С и трехфазной статорной обмоткой двигателя переменного тока. Функции управления и защиты обеспечивает встроенный в устройство терминал микропроцессорной системы управления.
Регулирование величины тока в фазах двигателя осуществляется путем изменения величины фазового сдвига угла управляющих импульсов относительно напряжения питающей сети. Поддержание заданной величины тока системы обеспечивается с помощью отрицательной обратной связи по току.
На терминал подаются сигналы:
- трехфазное напряжение синхронизации (100 В, 50 Гц);
- напряжение от датчиков тока ТТА, ТТВ, ТТС;
- напряжение питания постоянного тока с блока питания;
- логические команды «Пуск», «Стоп», «Контроль состояния технологического оборудования».
На базе устройств серии ШПТУ разработаны и успешно эксплуатируются СИСТЕМЫ, для реализации на объекте схемы пуска любого количества двигателей/трансформаторов от одного или нескольких устройств ШПТУ.
В состав СИСТЕМ входит дополнительное оборудование разработки и изготовления НПП "ЭКРА":
- шкафы с коммутационной аппаратурой ШПКА, имеющими в шкафу два или один высоковольтных вакуумных выключателя или контактора выкатного исполнения со шторочными механизмами;
- шкафы ввода ШВ с предохранителями или без них;
- шкафы управления ШУ разной модификации в зависимости от вида системы, в состав которых могут входить контроллер, панельный компьютер, релейная аппаратура и т.п.;
- программно-технический комплекс автоматизированной системы мониторинга и управления (ПТК АСМиУ) или пульт управления.
Также, в состав систем может входить другое оборудование разных производителей: ячейки типа КРУ, КСО, реакторы, блочно-модульные здания и т.п.
Виды СИСТЕМ:
- система плавного пуска (СПП) одного или автоматизированного процесса последовательных пусков группы асинхронных и синхронных высоковольтных двигателей;
- система плавного включения (СПВ) трансформаторов без броска тока намагничивания;
- система частотного регулирования (СЧР) выбранного синхронного двигателя.
Подключения ШПТУ к секциям шин питающего напряжения осуществляется стандартными высоковольтными ячейками с выключателями и комплектом защит.
Подключение ШПТУ к запускаемым двигателям/трансформаторам на время плавного пуска/включения осуществляется устройствами типа ШПКА, либо стандартными высоковольтными ячейками.
СИСТЕМА для пуска высоковольтных двигателей мощностью выше 5 МВт может оснащаться дифференциальной защитой.
Достоинства устройств ШПТУ:
- безопасность обслуживающего персонала персонала: блокировка дверей секций высокого напряжения, контроль положений выкатных силовых блоков, наличие шторочного механизма, исключающего прикосновение к высоковольтным токоведущим частям устройства, находящимся под напряжением, и др.;
- удобство работы из-за наличия сенсорной панели пульта управления;
- обеспечение максимальной оперативности при проведении профилактических и ремонтных работ благодаря выкатной конструкции силовых блоков;
- высокая надежность, основанная на использовании передовых технических решений и применении комплектующих лучших мировых производителей;
- максимальный набор функциональных возможностей;
- увеличенная информационность.
Рис.5 Внешний вид ШПТУ
Оборудование СИСТЕМ на базе устройств ШПТУ предназначено для размещения в закрытом помещении высоковольтного распределительного устройства (ЗРУ) или в блок-контейнерном (модульном) здании для наружной установки с системой поддержания рабочей температуры.
Функциональные характеристики СИСТЕМЫ:
- диагностика состояния элементов СИСТЕМЫ (высоковольтных коммутационных аппаратов, двигателей, агрегатов и др.);
- мониторинг состояния устройств ШПТУ, их элементов и взаимодействие с ними (команды управления, параметры пуска);
- мониторинг действующих значений фазных токов и линейных напряжений пуска;
- мониторинг мгновенных значений фазных токов и линейных напряжений аварийных пусков;
- интегрирование СИСТЕМЫ в состав АСУ ТП верхнего уровня.
Состав пульта управления устройства ШПТУ:
- блок процессора;
- ЖКИ-дисплей, пультовая панель, блок светодиодов;
- канал связи RS485.
Рис. 6. Встроенный пульт управления ШПТУ