Сравнительный анализ вариантов технического решения плавного пуска мощных асинхронных электродвигателей

В истинной статье предлагается вариант технического заключения плавного запуска мощных асинхронных движков разработки Научно-производственного компании «Сатурн», тот или другой принципиально отличается от целых, употребляемых в Рф. Оцениваются и анализируются его технические свойства, в сравнении с частотными преобразователями и установками плавного запуска на основе фазового способа, сделанными на контроллерах импортного производства.

В нефтяной и газовой индустрии в приводах тех. агрегатов и многообразных вспомогательных устройств широко приспосабливаются асинхронные электродвигатели.

Стадия запуска асинхронного электродвигателя водилась и остается более ответственным режимом службы электродвигателя, в большой ступени определяющим его ресурс и ресурс службы эл-привода в целом. Это в особенности актуально для приводов насосов с «вентиляторной» чертой, где кратность токов перегрузки добивается наибольших величин. Заслуги в области плавного запуска асинхронных электродвигателей как частотным, так и фазовым способами настолько впечатляющи, что необходимость плавного запуска не вызывает теснее никакого сомнения у большинства потребителей. Достоинства плавного запуска, в сравнении с открытым, хорошо знамениты, напомним едва главные: убавляются значения пусковых токов до 1,5-3 кратного значения, понижается риск механического разрушения привода и вала мотора (погружного), убавляются электромеханические усилия в обмотках электродвигателя, сводится к минимуму гидроудар в порядку, запуск насоса на обнаруженную задвижку фактически не отличается от запуска на закрытую задвижку.

Достоинства частотного способа плавного запуска в сравнении с фазовым явны и бесспорны: потенциал разгона по хоть какому методу и потенциал регулирования оборотов электродвигателя и, следовательно, технологического процесса, тот или другой этот эл-двигатель обслуживает. Все-таки, совместно с массовым внедрением частотных электроприводов, потребитель начинает встречать с негативными явлениями службы преобразователя: появлениям гармонических сочиняющих на стране мотора (в главном) и на стране сети. Это соединено с несовершенством либо, плотнее в итоге, с неименьем вообщем фильтрокомпенсирующих агрегатов из-за их высочайшей стоимости. К недостаткам преобразователей иметь отношение: высочайшая стоимость самих преобразователей, сложность технического заключения, большие утраты от искреннего падения напряжения на силовых компонентах, необходимость выполнения советов производителей по понижению загрузки по мощности.

Возникновение агрегатов плавного запуска на основе фазового способа регулирования и их улучшение все плотнее приводит потребителя к выбору этакого установки конкретно тогда, иногда нет острой необходимости регулирования скорости вращения эл-привода либо глодать потенциал решить эту делему численностью насосов и второй раз-коротко временным режимом их службы.

Достоинства агрегатов плавного запуска на основе фазового способа, в сравнении с частотными преобразователями, иногда не необходимо регулирование скорости, на наш взор, также явны: существенно наименьшие стоимость и утраты от искреннего падения напряжения на силовых компонентах, простодушие схемы и, как следствие, крупная надежность, наличие гармонических сочиняющих только во пора запуска (5-40 с). При всем этом качество плавного запуска при фазовом способе практически не отличается от частотного запуска.

Мы хотим предложить вашему интересу один-одинешенек из вариантов технического заключения установки плавного запуска с фазовым способом регулирования напряжения, на основе тот или иной выполнены все тиристорные электровыключатели-коммутаторы с плавным запуском разработки и производства Научно-производственного компании «Сатурн» на токи от 100 до 1000 А и напряжения 0,4; 2,4; 3,1; 3,6; 4,5; 6,0 кВ (последний в стадии разработки).

Наш вариант технического заключения и, следовательно, все наши изделия выделяются от иных производителей, сначала, неименьем контроллера плавного запуска, так как мы считаем, что задачка плавного запуска достаточно азбучная и может отменно решаться с подмогой обыденных микросхем и дискретных компонентов. Функцию контроллера у нас исполняет модуль плавного запуска, тот или другой с подмогой датчиков синхронизации и драйверов управления тиристорами задает определенный метод конфигурации напряжения на входе мотора, т.е. пора плавного запуска и стартовое напряжение. Главными аспектами свойства плавного запуска, на наш взор, прибывают равенство токов по фазам и неимение двухфазного режима во цельным спектре конфигурации напряжения при пуске.

Порядок управления, построенная по этакому принципу, дозволила нам выполнить электровыключатели с плавным запуском не только на напряжение 0,4 кВ, но и выше 1000 В с обеспечением нужных развязок. В выключателях на напряжения 3,6 и 4,5 кВ употребляется последовательное соединение тиристоров, также как и в разрабатываемом выключателе на 6 кВ. 

Во целых агрегатах отсутствует байпас (шунтирование контактором либо вакуумным выключателем после запуска), жаждая мы и не воспрещаем его использование по жажде заказчика. Наши изделия рассчитаны на природное остывание тиристоров и службу в длительном режиме при температуре окружающей среды от плюс 40°С до минус 45°С (отдельные изделия, по жажде заказчика, рассчитаны на службу до плюс 60°С). Экое исполнение не несомненно, но мы счастливо отстаиваем близкую точку зрения.

Нехватки этакого выполнения: утраты от искреннего падения напряжения на силовых элементах — 0,1% от коммутируемой мощности в высоковольтных изделиях и наименее 0,5% в классе 0,4 кВ. Да и эти утраты можнож и необходимо превращать в полезную энергию, так как большая часть станций действуют в соглашениях действия густых температур и обладают обогрев. При наличии автоматического регулирования температуры утраты в коммутаторе можнож употреблять как полезное тепло для поддержания рабочей температуры в станции.

Габариты и масса наших изделий соизмеримы либо даже младше, чем у аналогов, т.к. в их изделиях необходимо расположить контактор, соединители меж ним и агрегатом плавного запуска, и обеспечить принудительную вентиляцию установки плавного запуска, тот или иной есть практически у целых производителей на мощности выше 22 кВт.

Достоинства наших изделий: в 4-5 разов большие перегрузочные свойства, т.к. мы употребляем наиболее мощные тиристоры, рассчитанные на продолжительную службу в режиме номинального тока, потенциал плавного нарастания тока и комплекта оборотов мотора с нулевого значения. Число включений в час мы не ограничиваем, потенциала наших аппаратов по перегрузке выше способностей движков. Но ключевым превосходством этакого заключения приходит обеспечение предельного быстродействия при выключении в аварийной ситуации. При применении наших изделий в станциях с современными контроллерами охраны, мы можем обеспечить пора отключения даже при коротком замыкании не наиболее 30 мс (с учетом реакции контроллера не наиболее 10 мс). При эком быстродействии риск повреждения оборудования от дуги мал (как понятно, суровые разрушения начинаются при времени отключения наиболее 100 мс). Процесс отключения носит природный нрав выключения тиристора в нуле синусоиды; при всем этом отсутствуют перенапряжения, возникающие при выключении контакторов и, в особенности, вакуумных выключателей из-за невозможности обеспечить нулевое значение тока среза.

Все наши коммутаторы обладают порядок слежения за комплектом оборотов мотора (без тахометра) с автоматическим отключением функции плавного запуска при достижении оборотов, недалёких к номинальному значению. Это дозволяет нам недопустить биений мотора на заканчивающей стадии плавного запуска, при этом самостоятельно от перегрузки мотора, т.е. порядок управления, обеспечивает синхронность с сетью во цельным спектре нагрузок, начиная от холостого хода (только вал мотора) до номинального значения. Это выполнить хватить трудно, так как на холостом ходу cos мотора близится к нулю, а при полной перегрузке близится к единице.

Значимым различием от аналогов приходит и наличие налаженности индикации состояния тиристоров, водящееся в изделиях 0,4-3,1 кВ. Наличие этакий налаженности понижает риск трагедии при выключении аппарата со спаленным тиристором. В выключателях на высочайшее напряжение порядок индикации выполнить можнож, но с повышением численности тиристоров возрастает число датчиков состояния тиристоров и, следовательно, число отношений и развязок. Существенно усложняется агрегат, а с повышением риска перекрытия изоляции пропадает смысл выполнения этакий налаженности.

Задание метода плавного запуска делается с подмогой вынесенных на внешнюю панель аппарата программного переключателя времени плавного запуска и потенциометра агрегата стартового напряжения.

В нынешнее время разрабами контроллеров охраны («Алнас электроника» и «Ижевский радиозавод»), с тот или другой наши изделия действуют общо в станциях управления КТППН, рассматривается вопросец о задании режимов плавного запуска от контроллера охраны с полным сохранением оригинальности технического заключения.

В коммутаторах, по жажде заказчиков, предусмотрена задержка повторного включения на 3+6 с и потенциал переключения на режим искреннего запуска.

На рисунках 1 и 2 представлены обычные осциллограммы напряжения и тока при плавном пуске, а на рисунке 3, в качестве иллюстрации конструктивного выполнения, представлен эталон тиристорного коммутатора на напряжение 0,4 кВ и ток 630А. В изделиях 0,4-2,4 кВ фактически все отделы унифицированы, а сами они выделяются только тиристорами и наличием ограничителей напряжения для охраны тиристоров в высоковольтных аппаратах.

Необходимо отметить, что во целых изделиях употреблены только русские технологии и комплектующие (не считая конденсаторов), в том числе и силовые тиристоры Саранского завода «Электровыпрямитель».

Высоковольтные изделия на напряжения 3,6; 4,5 и 6 кВ конструктивно выполнены по другому, тут все веющие конструкции корпуса состоят только из изоляционных веществ, а различием технического заключения приходит наличие доп развязок, обеспечивающих управление поочередно соединенными тиристорами.

Тиристорные коммутаторы на напряжения 0,4 и 2,4 кВ обладают достаточный опыт эксплуатации в составе станций управления КТППН Минского электротехнического завода, Самарского завода «Электрощит», ячеек НКУ-0,4 кВ Озерского завода энергетических агрегатов «Энергопром», Тюменского приборостроительного завода, ООО «Север-снабкомплектмонтаж» (в 2-ух последних приспосабливались коммутаторы без плавного запуска), Белорецкого металлургического комбината (БМК). В БМК тиристорные коммутаторы используются издавна и счастливо (нет ни один-одинешенек отказа за всегда эксплуатации) для проката проволоки, при всем этом генеральной задачей приходит обеспечение плавного запуска при заправке проволоки для исключения ее разрыва. Операция заправки уменьшилась до пары минут. В нынешнее время около 100 приводов запускаются нашими коммутаторами. Есть положительный опыт эксплуатации коммутаторов на 0,4 кВ на предприятии ЖКХ (МУП «Люберецкая теплосеть», грам. Люберцы Столичной области) и ОАО «Татнефть» (НГДУ «Ямаш-нефть»). Тиристорные коммутаторы на напряжение 2,4 кВ эксплуатируются в старых и модернизированных станциях управления КТППН в ООО «Самара-Электрического-Сервис» ОАО «Самаранефтегаз» (грам. Радостный Самарской области). При испытаниях ТК-2,4-120ПП в КТППН контроллером имелось записанно превышение пускового тока в 1,2 один раз против 5-кратного значения при открытом пуске при равенстве токов по фазам в процесс в итоге времени разгона мотора.

Необходимо отметить использование ТК-3,1-120ПП в новейших станциях КТППН-400 Минского электротехнического завода и серии ТК-0,4-630ПП, ТК-0,4-400ПП и ТК-0,4-250ПП в ячейках НКУ Чебоксарского электроаппаратного завода. Достаточный опыт эксплуатации изделий, сделанных на основе описанного технического заключения, дозволяет нам полагаться на глубочайший анализ, положительную оценку наших изделий и заинтересованность в их эксплуатирующих и проектных организаций. 2-ой неувязкой, тот или другой занимается коллектив нашего компании, приходит разработка и создание устройств контроля изоляции для станций управления погружными насосами, в тот или иной употребляется питающая сеть с изолированной нейтралью.

Результатом данной службы прибывают серийно издаваемые приборы контроля изоляции Ф4106Мтр-01 для подмены устройств Ф4106 производства завода «Мегомметр», грам. Умань, Республика Украина. Различием наших изделий приходит надежная занятие с исключением неправильных включений и отключений, отличительных для Ф4106, т.е. творенье устройств вызвано необходимостью обеспечения общей службы устройства контроля изоляции и тиристорного коммутатора ТК-2,4-120ПП в станции управления КТППН-82. Приборы контроля изоляции Ф4106Мтр-01 могут приспосабливаться везде, где обретают использование приборы Ф4106, они полностью взаимозаменяемы. Ф4106Мтр-01 хорошо показали с хорошей стороны себя в занятию в ООО «Самара — Электрического-Сервис» ОАО «Самаранефтегаз» (грам. Радостный Самарской области), в станциях КТППН Самарского завода «Электрощит». Партия Ф4106Мтр-01 проходит эксплуатационные тесты в ОАО «Енисейгеофизика» (грам. Минусинск, Красноярский кромка).

Обладая опыт в разработке ф4106Мтр-01, мы разработали установка Ф4106Мтр-02 для измерения противодействия изоляции в новейших станциях с контроллером, хватить обычное по техническому выводу. Оно состоит из высоковольтного высокоомного (немного сотен кОм) делителя и установки сопряжения с контроллером.

Достоинства: высочайшее быстродействие (до 200 мс), небольшая мощность делителя, высочайшая помехозащищенность из-за отсутствия искренний взаимоотношения напряжения контролируемой сети с входом контроллера, маленькая погрешность измерения(+10%), густой степень пульсаций выходного сигнала (не наиболее 2 мВ).

Занятие макетного образца изделия проверена в соглашениях, недалёких к настоящей эксплуатации на щите ОАО «Борец». Ф4106Мтр-02 фактически готов к серийному производству. Необходимо отметить, что по употреблению изделие универсально: оно быть может применено как в станциях, сделанных по разновидности КТППН, так и ШГС; по напряжению оно обхватывает цельный ряд до 4,5 кВ. 

ООО «Тороид»,

Ерошкин  А. В.,

Шейкин  Ю. И.