ВКР БАКАЛАВРА НОВИКОВОЙ МАРИНЫ ВИКТОРОВНЫ (1235546), страница 5
Текст из файла (страница 5)
ЦРВД - цифровой регулятор возбуждения синхронных двигателей. Данное устройство предназначено для питания обмоток возбуждения, управления и регулирования тока возбуждения при пуске, останове, синхронной работе и аварийных режимах синхронных электродвигателей.
Регулятор возбуждения ЦРВД-Т серии 06 обеспечивает:
-
автоматическую подачу возбуждения, гарантированную синхронизацию двигателя;
-
автоматическое регулирование тока возбуждения синхронного двигателя(СД) по выбранному закону (по умолчанию – регулирование по отклонению напряжения, регулирование по сos φ);
-
защиту СД от асинхронного хода, защиту от КЗ в роторе, защиту от потери возбуждения, защиту от затянувшегося пуска, защиту от нерасчетного режима, защиту от низкого напряжения статора и защиту от низкого тока статора;
-
имеются ручной режим регулирования и режим опробования;
-
защиту и сигнализацию, предотвращающие перегрев ротора, реализован ограничитель перегрузки ротора с режимом его остывания, а также имеется ограничитель минимального возбуждения;
-
индикацию на цветном ЖКИ дисплее с цифровой и аналоговой индикацией напряжения и тока статора, напряжения и тока ротора, сos φ, активного и реактивного тока статора;
-
на вспомогательных страницах дисплея - индикацию осциллограмм пуска и останова двигателя, список событий. Реализована возможность просмотреть наработки двигателя и регулятора по месяцам в течение 3-х лет, произвести корректировку с помощью подключаемой стандартной клавиатуры основных параметров системы регулирования и защит;
-
работу в составе автоматизированной системы АСУ ТП.
4.4.5 Выбор преобразователя частоты и его описание
Для двигателя СДВ2-143/51-10УХЛЧ необходимо подобрать преобразователь.
Он должен удовлетворять следующим требованиям технического задания.
Высоковольтный преобразователь частоты (ВПЧ) должен нормально функционировать с сохранением выходных технических характеристик при отклонении напряжения питающей сети 6000 В в диапазоне минус 10 % - плюс 10 % от номинального значения и при колебаниях частоты питающей сети от 45 Гц до 55 Гц. При снижении напряжения питающей сети до 25 % включительно не должно происходить аварийного отключения ВПЧ. В диапазоне снижения напряжения питающей сети 10 % - 25 % ВПЧ должен оставаться в работе с пропорциональным снижением выходной частоты.
ВПЧ должен иметь не менее чем 30-ти импульсную систему выпрямления для максимального снижения влияния на питающую сеть.
ВПЧ не должен содержать повышающих трансформаторов.
Для питания контрольных цепей ВПЧ должно использоваться напряжение 1ф; 220В; 50Гц; 3кВА. Должен быть установлен встроенный бесперебойный источник питания цепей управления ВПЧ на 30 минут работы.
Питание вентиляторов ВПЧ должно осуществляться от вторичной обмотки силового трансформатора (дополнительный источник питания не требуется).
Должны быть установлены только внешние вентиляторы для системы вентиляции и охлаждения ВПЧ.
ВПЧ должен быть оборудован системой блокировок, для исключения доступа к местам с напряжением более 1000В.
Вышеперечисленным требованиям удовлетворяют преобразователи частоты серии ALTIVAR1200 компании «Schneider Electric». Выберем конкретный преобразователь частоты (ПЧ) согласно мощности и напряжения управляемого двигателя (таблица 4.2). Мощность ПЧ должна быть больше мощности двигателя, напряжение двигателя и ПЧ должны быть равны. Таким параметрам соответствует ПЧ ATV1200-A2080-6060Y3S.[10]
Технические характеристики и основные функциональные возможности преобразователя частоты ATV1200-A2080-6060Y3S приведены в таблице 4.3
Таблица 4.3 - Технические характеристики преобразователя частоты ATV1200-A2080-6060 Y3S
| Частота входного напряжения, Гц | 50 | |
| Номинальное входное/выходное напряжение, кВ | 6/6, трехфазное | |
| Полная мощность преобразователя частоты, кВА | 2080 | |
| Расчетная мощность электродвигателя | 1739 | |
| Максимальный ток в установившемся режиме, А (перегрузка 120%) | 200 | |
| Максимальный ток в установившемся режиме, А (перегрузка 150%) | 160 | |
| Количество инверторных ячеек на одну фазу | 5 | |
| Пульсность схемы выпрямления | 30 | |
| Масса, кг | 6600 | |
| Многоуровневая широтно-импульсная модуляция с последовательным соединением двухуровневых инверторных ячеек на низковольтных IGBT-транзисторах | |
| Допустимые отклонения сетевого питания | ±10% | |
| Работа при пониженном напряжении сети | Преобразователь частоты будет продолжать работу с корректировкой характеристик при снижении напряжения питающей сети на 25% |
Окончание таблицы 4.3
| Уровень шума преобразователя | ≤ 80 дБ(А) (с учетом шума вентиляторов охлаждения на крыше преобразователя частоты) |
| Время разгона/торможения, с | 0-3200 |
| Точность задания частоты, Гц | 0.01 |
| Передача сигналов управления | Оптоволокно |
| Коэффициент мощности | 0.96 в диапазоне изменения нагрузки от 20 % до 100 % |
| КПД преобразователя частоты с учетом трансформатора | 96% или 96.5% в зависимости от типа трансформатора |
| КПД инвертора | 98.5% |
| Диапазон выходной частоты | 0...120 Гц для скалярного (U/f) управления |
| Питание цепей управления | 220 В AC, 3 кВА, встроенный источник бесперебойного питания для автономной работы в течение 30 минут |
| Способ охлаждения | Воздушное, принудительное |
| Температура среды при работе | 0-40°C, до 50°C с корректировкой характеристик |
4.5 Выбор расходомера
В автоматизированной системе управления скоростью вращения двигателя важную роль играет корректная работа частотного преобразователя. Информация о нынешнем состоянии работы двигателя и о потреблении воды на данный момент передается в ПИД-регулятор частотного преобразователя, где обрабатывается и регулирует общую работу системы. Для контроля за расходом воды из ГОСВ выберем датчик расхода воды.
Для городских служб водоснабжения подойдёт электромагнитный расходомер Proline Promag 50W фирмы Endress Hauser [11]. Диапазон измерения: 0...110'000 м3/ч. Promag W - сенсор, специализированный для всех применений в водной отрасли. В сочетании с доказавшим свою эффективность преобразователем Promag 50 с кнопочным управлением, расходомер Promag 50W обеспечивает высокоточное измерение расхода жидкостей в широком спектре стандартных применений.
Область применения датчика обширна, поскольку на точность измерения практически не влияют такие свойства, как давление, температура и вязкость среды.
4.6 Выбор датчика давления
Для мониторинга состояния системы необходимо подобрать датчики давления. Они устанавливаются после насоса на выход в ГОСВ. Необходимы для поддержания постоянного уровня давления в напорной трубе, защищают от аварийных ситуаций (разрыва труб). При малой воде в водоёме, сигнализируют о снижении давления и необходимости регулирования частоты вращения. Для ЦНФС-1 выбран датчик давления типа MBS 3000[12].
4.7 Описание схемы электрической принципиальной подключения частотного преобразователя
На чертеже БР 13.03.02.025 Э33 представлена схема электрическая принципиальная подключения частотного преобразователя. На ней изображены подключения насосов до реконструкции и после реконструкции. Показано подключение частотно преобразователя. Отображено подключение секции сборных шин и распределительного устройства КРУпч. К сборным шинам присоединяют все генераторы или трансформаторы, вводы и отходящие линии. Электрическая энергия поступает на сборные шины и по ним распределяется к отдельным отходящим линиям. Таким образом, сборные шины являются узловым пунктом схемы соединения, через который протекает вся мощность станции. Повреждение или разрушение сборных шин означает прекращение подачи электроэнергии потребителям [13]. Поэтому сборным шинам уделяют серьезное внимание при проектировании, монтаже и эксплуатации электроустановок.
Секционирование шин дает схеме большую эксплуатационную гибкость (при выходе из работы одной секции шин отключается только часть вводов и отходящих линий). На схеме отображены трансформаторы тока нулевой последовательности ТЗЛМ-6, с целью контроля тока утечки в результате разрушения изоляции электроустановки, а также для применения в устройствах защитного отключения. Принцип действия трансформаторов нулевой последовательности основан на обнаружении токов нулевой последовательности (однофазное замыкание на землю). При замыкании одной из фаз фиксируется превышение допустимого значения суммы фазных токов, позволяя осуществить своевременное отключение.
Отображены высоковольтные выключатели ВВ-TEL-10-12.5/630, привод выключателей M, заземляющие ножи, необходимые для защиты людей от поражения электрическим током во время ремонта токоведущих частей электроустановок.[14]
4.8 Описание схемы электрической принципиальной подключения ВПЧ
На чертеже БР 13.03.02.025 Э32 представлена схема электрическая принципиальная питания частотного преобразователя.
На схеме отображено питание ВПЧ от РУ - 6кВ. Показаны ключи на разрешение питания, отключение питания. При замыкании контакта, разрешающего подачу Uвн, на РУ-6кВ подается сигнал о готовности ВПЧ к работе. Отображены кнопки (ручное нажатие) аварийной остановки. Они расположены рядом с двигателем. На схеме обозначены» «Австоп 2ВПЧ». Вводная ячейка для второй и первой секций сборных шин пониженной частоты всегда должна быть в состоянии включенном, а вторая или первая секции включаются в зависимости от работающего насоса в данный момент.
4.9 Описание функциональной схемы управления
На чертеже БР 13.03.02.025 Э24 представлена функциональная схема управления.
На насосной станции ЦНФС-1 предусмотрены режим работы: по расходу, по давлению. Оператор задает требуемый режим на сенсорной панели шкафа управления насосом (ШУН). Как правило выставляется режим по расходу. То есть требуется регулировать работу насосных агрегатов в зависимости от потребления воды из РЧВ. Нужно всегда поддерживать определенный уровень воды в РЧВ – 4,67 м. Минимальный уровень – 1 м, максимальный – 4,69 м. Оператор подает команду главному контролеру – «Запуск», включается высоковольтная ячейка, ПИД регулятор высчитывает нужную частоту, открывается инвертор. ПИД регулятор подает на ЦРВД-Т сигнал о готовности к работе и задает ток возбуждения ротора. Ротор будет разгоняться до частоты вращения n = n1, с которой вращается магнитное поле (до синхронной частоты вращения). Объясняется это тем, что ток в обмотку ротора подается от постороннего источника, а не индуцируется в нем магнитным полем статора и, следовательно, не зависит от частоты вращения вала двигателя. [15]
Когда двигатель запущен, частота вращения регулируется ПИД регулятором.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
