Белов М.П. - Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов (1249706), страница 14
Текст из файла (страница 14)
57 АВР агрегат Рис. 1.14 Рис. 1.13 Основным условием рационального проектирования сети электроснабжения является принцип одинаковой надежности питающей линии (со всеми аппаратами) н одного электроприемника технологического комплекса, получающего питание от этой линии. Поэтому нет смысла, например, питать один электропривод технологического комплекса по двум взаиморезервируемым линиям. Если технологический комплекс имеет много электроприемников, осуществляющих единый, связанный группой машин, технологический процесс, и прекращение питания любого из этих электроприемников вызывает необходимость прекращения работы всего комплекса, то надежность электроснабжения обеспечивается при магистральном питании (рис.
1.13). Когда требуется высокая степень надежности питания электроприемников в непрерывном технологическом процессе, применяется двустороннее питание магистральной линии (рис. 1.14). В цехах машиностроительных и металлургических заводов применяют схемы магистрального питания с взаимным резервированием питания отдельных магистралей. Схема на рис. 1.15 позволя- ,----", ктпз Рис. 1.15 58 ктп ~..~Л Потребители Рис.
1.16 ет отправить на ремонт или ревизию один из трансформаторов и, используя перегрузочную способность, обеспечить питание нескольких магистралей от одного работающего трансформатора. Такая схема питания позволяет отправлять на ремонт или ревизию один из трансформаторов во время ремонта технологического оборудования. При неравномерной загрузке технологического оборудования в течение суток (например, пониженная нагрузка в ночные или ремонтные смены) схемы с взаимным резервированием питания магистралей обеспечивают возможность отключения незагруженных трансформаторов.
Большое значение для повышения надежности питания имеют перемычки между отдельными магистралями или соседними КТП при радиальном питании (рис. 1.16). Такие перемычки, обеспечивая частичное или полное взаимное резервирование, создают удобства для эксплуатации, особенно при проведении ремонтных работ.
1.3.3. Показатели качества электроэнергии Государственный стандарт (ГОСТ 13! 09 — 99) устанавливает показатели и нормы качества электрической энергии (КЭ) в электрических сетях систем электроснабжения общего назначения переменного трехфазного и однофазного тока частотой 50 Гц в точках, к которым присоединяются электрические сети, находящиеся в собственности различных потребителей, или приемники электрической энергии (точки общего присоединения — ТОП).
Устанавливаются 11 основных показателей качества электроэнергии (ПКЭ): отклонение частоты ЬГ', установившееся отклонение напряжения ЬУ„, размах изменения напряжения б У„доза фликера (мерцания илй колебания) Р„коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения Кц, коэффициент л-й гармонической составляющей напряжения Км„>, коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности Кмь коэф- 59 фициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности Кац, глубина и длительность провала напряжения соответственно ЬУ„, Лг„, импульсное напряжение У„„„, коэффициент временного перенапряжения К„„ц. При определении значений некоторых показателей КЭ используют следующие вспомогательные параметры электрической энергии: частоту повторения изменений напряжения Рьцц интервал между изменениями напряжения Ы;ьн частоту появления провалов напряжения Г„, длительность импульса по уровню 0,5 его амплитуды Ы„„„км длительность временного перенапряжения М ри.
Установлены нормально допустимые (норм.) и предельно допустимые (пред.) нормы ПКЭ. 1.3.4. Энергосбережение средствами электропривода Электроприводами потребляется более 60% производимой в мире электроэнергии, поэтому вопросы энергосбережения имеют чрезвычайно важное значение. Для России это тем более важно, поскольку стоимость электроэнергии возрастает и при неэкономичных системах электроприводов производственные расходы возрастают, соответственно возрастает стоимость вырабатываемой технологическими комплексами продукции. Установленные стандартами показатели качества электроэнергии делают необходимым при выборе систем электроприводов, особенно при большой их установленной мощности, рассмотрение всей электротехнической цепи от КТП, где осуществляется контроль потребляемой активной и реактивной мощности и качества электроэнергии, до исполнительных органов рабочих и транспортных машин.
Следует оптимально осуществлять набор силовых модулей (трансформаторов, реакторов, фильтров, полупроводниковых преобразователей, тормозных средств), при которых обеспечиваются минимальные потери электроэнергии, не нарушаются показатели качества электроэнергии у источника питания и решаются все задачи технологии. К основным методам сбережения электроэнергии в автоматизированных электроприводах технологических агрегатов и комплексов относятся следующие. 1.
Применение вместо нерегулируемых электроприводов регулируемых, с помощью которых возможно при изменении режимов работы технологического оборудования и физико-механических свойств обрабатываемого вещества устанавливать оптимальные по энергетическим затратам условия обработки вещества, например, устанавливать оптимальные скорости насосов при изменении расхода и свойств жидкости, шпинделей металлообрабатывающих станков при изменении размеров и материала обра- 60 батываемых деталей, роторов дробилок при изменении размеров и свойств дробимых веществ и др. Переход на регулирование давления и расхода воды насосных агрегатов с помощью регулируемых электроприводов взамен дроссельного регулирования (см. п.
4.3.1) приводит к исключению потерь напора и экономии электроэнергии примерно на 30%. Насос как устройство преобразования энергии имеет свой коэффициент полезного действия и„— отношение механической энергии, приложенной к валу, к гидравлической энергии, получаемой в напорном трубопроводе насосного агрегата. Характер изменения и„ в зависимости от расхода жидкости Д при различных частотах вращения показан на рис. 1.17 1231. Максимум коэффициента полезного действия с уменьшением частоты вращения снижается и смешается влево. Анализ требуемого изменения частоты насосного агрегата при изменении расхода в сети показывает, что с уменьшением расхода требуется снижение частоты вращения.
Если рассмотреть работу агрегата для расхода меньше номинального (вертикальные линии А и В), то для этих режимов рационально работать с пониженной частотой вращения. В этом случае КПД насоса выше, чем при работе с номинальной частотой вращения. Таким образом, снижение частоты вращения в соответствии с технологической нагрузкой позволяет не только экономить потребляемую энергию благодаря исключению гидравлических потерь, но и получить экономический эффект из-за повышения коэффициента полезного действия самого насоса — преобразователя механической энергии в гидравлическую. Аналогичная ситуация имеет место и в других агрегатах. 2.
Применение силовых модулей регулируемых электроприводов, имеющих максимальные коэффициенты полезного действия и мощности (главными среди них являются электродвигатели, управляемые полупроводниковые преобразователи — выпрямители 68 65 60 47 1/з0„„, 1/20 „0„ Рис. 1.17 б1 4% 8% 63% Рис. 818 62 и инверторы, тормозные модули, обеспечивающие рекуперацию электроэнергии от двигателя в сеть переменного или постоянного напряжения); максимально возможное исключение потерь электроэнергии при использовании тормозных резисторов. Рассмотрим тяговые электроприводы маршрутного электротранспорта, в частности трамвая.
В широко распространенных тяговых электроприводах трамваев с пускотормозными реостатами потери в реостатах достигают 63% энергии, потребляемой трамваем из контактной линии 126]. На рис. 1.18 представлена схема энергетического баланса трамвая КТ49, на котором установлены четыре электродвигателя по 40 кВт каждый. На рис. 1.18 обозначено: 1— энергия, потребляемая из контактной сети; 2 — потери в обмотках возбуждения„З вЂ” потери в якорных обмотках; 4 — потери в пуско-тормозных реостатах; 5 — энергия, расходуемая на движение трамвая. Непосредственно на движение задействуется 25 % энергии сети, а 63 % энергии превращаются в тепло в реостатах в процессах разгона и торможения трамвая.
Замена реостатного регулирования электроприводов на регулирование с использованием транзисторных широтно-импульсных преобразователей (см. п. 4.10.3) дает возможность снизить потери в пусковых режимах и возвратить энергию, вырабатываемую при торможении, в контактную сеть. В результате расход энергии, потребляемой трамваем, уменьшается почти в 2 раза. 3. Исключение режимов пуска и торможения технологических агрегатов и комплексов в результате применения дополнительных механизмов с регулируемыми электроприводами, обеспечивающих совмещение движений основных механизмов в технологическом процессе для перевода их в непрерывные режимы работы. Рассмотрим этот метод на примерах роторно-конвейерной линии и непрерывного стана холодной прокатки 132].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
