Электроприводы тиристорные высоковольтные серии ЭТВА
Общие сведения
Электроприводы серии ЭТВА с асинхронными электродвигателями мощностью от 630 до 5000 кВт предназначены для плавного пуска и регулирования частоты вращения мощных механизмов собственных нужд тепловых и атомных электростанций, в частности насосов и вентиляторов. Могут также использоваться для регулирования производительности насосов и вентиляторов в химической, нефтяной и газовой промышленности, в мощных испытательных стендах и для плавного пуска до номинальной частоты вращения и рекуперативного торможения электромашинных накопителей энергии.
Применение электроприводов серии ЭТВА позволяет использовать стандартные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором и легко преобразовывать нерегулируемые электроприводы с напряжением 6 и 10 кВ в регулируемые по частоте вращения.
Оптимизация технологического процесса и повышение его КПД позволяют обеспечить существенную экономию электроэнергии при применении электроприводов ЭТВА для мощных турбомеханизмов.
Исключение дросселирования рабочей среды (воды, воздуха, газа) уменьшает износ тепломеханического оборудования, а плавный частотный пуск электроприводов позволяет исключить повреждения асинхронных двигателей при шести-, семикратных пусковых токах, что в целом экономит средства на ремонт.
Структура условного обозначения
ЭТВА-Х/6УХЛ4:
ЭТВА - электропривод тиристорный высоковольтный асинхронный;
Х - номинальная паспортная мощность приводного асинхронного
двигателя, кВт;
6 - номинальное напряжение на выходе преобразователя частоты, кВ;
УХЛ4 - климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ
15150-69 и ГОСТ 15543.1-89.
Условия эксплуатации
Высота над уровнем моря не более 1000 м.
Температура окружающей среды от 1 до 40°С.
Верхнее значение относительной влажности воздуха 80% при температуре 25°С.
Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли в концентрациях, снижающих параметры электропривода в недопустимых пределах.
Степень защиты преобразователя частоты (ПЧ) электропривода IР20 по ГОСТ 14254-96.
Группа механического исполнения преобразователя частоты электропривода М6 по ГОСТ 17516.1-90.
Рабочее положение шкафа преобразователя частоты электропривода вертикальное. Допускается отклонение от вертикали в любую сторону не более 5°.
Электроприводы соответствуют требованиям техники безопасности.
Эксплуатация электроприводов должна осуществляться в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.007.11-75, действующих "Правил устройств электроустановок", "Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей" и "Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей".
При размещении преобразователя частоты в отдельном помещении оно должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией, обеспечивающей необходимый температурный режим, и противопожарной сигнализацией.
Возможность работы электропривода в условиях, отличных от вышеуказанных, должна согласовываться с изготовителем.
Технические характеристики
Типы и основные параметры электроприводов приведены в таблице.
Таблица
| Наименование параметра | Значение параметра для электроприводов типов | ||||||||||||||||||
| ЭТВА-630/6 | ЭТВА-800/6 | ЭТВА-1000/6 | ЭТВА-1250/6 | ЭТВА-1600/6 | ЭТВА-2000/6 | ЭТВА-2500/6 | ЭТВА-3200/6 | ЭТВА-4000/6 | ЭТВА-5000/6 | ||||||||||
| Номинальная паспортная мощность приводного двигателя, кВт | 630 | 800 | 1000 | 1250 | 1600 | 2000 | 2500 | 3200 | 4000 | 5000 | |||||||||
| Номинальный выходной ток ПЧ, А | 80 | 100 | 125 | 160 | 200 | 250 | 315 | 375 | 460 | 560 | |||||||||
| Номинальное выходное напряжение ПЧ, В | 6000 | ||||||||||||||||||
| Номинальная выходная мощность ПЧ, кВ, | 830 | 1038 | 1297 | 1660 | 2076 | 2595 | 3270 | 3893 | 4775 | 5813 | |||||||||
| Номинальная выходная частота ПЧ, Гц | 50; 60 | ||||||||||||||||||
| Номинальное выходное напряжение ПЧ, В | 6000 | ||||||||||||||||||
| Частота питающей сети, Гц | 50; 60 | ||||||||||||||||||
| Мощность, потребляемая ПЧ в номинальном режиме, кВ·А, не более | 1040 | 1300 | 1625 | 2080 | 2600 | 3250 | 4092 | 4871 | 5975 | 7270 | |||||||||
| Диапазон изменения выходного напряжения ПЧ, В | 0–6300 | ||||||||||||||||||
| Диапазон изменения выходной частоты ПЧ, Гц | 1–50(60) | ||||||||||||||||||
| Рабочий диапазон регулирования частоты вращения электропривода, Гц | 5–50 | ||||||||||||||||||
| КПД в номинальном режиме, не менее | 0,96 | ||||||||||||||||||
| Охлаждение | Воздушное естественное | Воздушное принудительное | |||||||||||||||||
Электроприводы обеспечивают номинальный режим работы при отклонениях напряжения питающей сети + 10%, частоты питающей сети +2,5% номинального значения и коэффициенте искажения синусоидальности формы кривой напряжения не более 8%.
Электроприводы сохраняют работоспособность и обеспечивают с требуемой точностью заданную частоту вращения при отклонениях напряжения питающей сети и вспомогательных цепей от -20 до +10% и частоты источника питания от -3 до +2 Гц номинального значения.
Источником напряжения с переменной амплитудой и частотой в электроприводе является двухзвенный преобразователь частоты с автономным инвертором тока.
Преобразователь частоты состоит из отдельных шкафов двухстороннего обслуживания. Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала при эксплуатации двери шкафов снабжены замками электромагнитной блокировки.
Размещенные в ряд шкафы преобразователя частоты образуют преобразовательную секцию (рис. 1-3), содержащую соединительные жгуты вторичных цепей и силовые внутришкафные соединения.
Общий вид и габаритные размеры преобразовательной секции электроприводов типов ЭТВА-630/6, ЭТВА-800/6, ЭТВА-1000/6.
Масса не более 3000 кг
Общий вид и габаритные размеры преобразовательной секции электроприводов типов ЭТВА-1250/6, ЭТВА-1600/6, ЭТВА-2000/6, ЭТВА-2500/6.
Масса не более 3700 кг
Общий вид и габаритные размеры преобразовательной секции электроприводов типов ЭТВА-3200/6, ЭТВА-4000/6, ЭТВА-5000/6.
Масса не более 4300 кг
В состав преобразовательной секции входят: выпрямитель БС1, инвертор БС2, шкаф управления (ШУ), шкаф коммутирующих тиристоров (ШКТ), шкаф коммутирующих конденсаторов (ШК).
Количество шкафов коммутирующих конденсаторов меняется от 1 до 3 в зависимости от мощности преобразователя частоты.
Выпрямитель и инверторы выполнены по мостовой схеме.
Структурная схема электроприводов приведена на рис. 4.
Структурная схема электроприводов серии ЭТВА:
В - управляемый выпрямитель;
И - автономный инвертор;
СЗА - система защиты и автоматики;
СОИ - система отображения информации;
АБ - аккумуляторная батарея;
ДТ1, ДТ2 - датчики тока;
ТН1, ТН2 - трансформаторы напряжения;
ТТ1, ТТ2 - трансформаторы тока;
ДН1-ДН4 - делители напряжения;
LT1 - датчик тока (LEM)
Принцип действия электропривода основан на том, что если плавно изменять частоту напряжения, подводимого к статору трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором М, то можно в широких пределах регулировать его частоту вращения. При этом для сохранения тока и других параметров двигателя такими же, как и при номинальной частоте, необходимо одновременно с изменением частоты изменять и напряжение источника питания двигателя. Такой способ управления частотой вращения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором позволяет сохранить высокий КПД, так как во всем диапазоне регулирования двигатель работает с малой величиной скольжения, т. е. с малыми потерями скольжения.
Подключение преобразователя частоты к трехфазной сети переменного тока напряжением 6000 В частотой 50 Гц осуществляется через токоограничительные реакторы Lс, которые совместно с RС-цепями образуют защитные устройства. Допускается подключение преобразователя частоты через согласующий трансформатор.
Возможно изготовление преобразователя частоты на напряжение 10 000 В.
Напряжение сети 6000 В после токоограничительных реакторов выпрямляется трехфазным мостовым выпрямителем. Выпрямленное напряжение сглаживается реакторами L1, L2 и подается на вход трехфазного инвертора тока с принудительной коммутацией, к которому подключается асинхронный двигатель.
Для ограничения междуфазных коммутационных перенапряжений и коммутационных перенапряжений относительно земли установлены демпфирующие RС-цепи на входе (R, С) и выходе (Rи, Си) преобразователя, а также параллельно сглаживающим реакторам (R, С).
Каждое плечо выпрямителя и инвертора состоит из последовательно соединенных тиристоров. В преобразователе частоты предусмотрена защита тиристоров от пробоя, основанная на измерении их токов утечек с помощью высокочастотного тестового сигнала и позволяющая выявить неисправные тиристоры не только во время работы электропривода при поданном на преобразователь частоты силовом напряжении, но и при неработающем электроприводе без подачи на преобразователь частоты силового напряжения.
Система управления, регулирования и режимной автоматики электроприводов обеспечивает:
автоматическое и ручное включение и отключение электропривода;
частотный пуск асинхронного приводного двигателя ручной и автоматический до любой заданной частоты вращения в пределах рабочего диапазона регулирования;
регулирование частоты вращения ручное и автоматическое с требуемой точностью;
переключение асинхронного двигателя на сеть при частоте вращения, близкой к номинальному значению, и обратное переключение на преобразователь частоты в диапазоне регулирования;
торможение электропривода с рекуперацией в сеть;
самозапуск электропривода до заданной частоты вращения после глубоких посадок силового напряжения или перерывов питания длительностью до 2,5 с. Начало самозапуска соответствует восстановлению напряжения сети до 0,65 номинального значения;
измерение тока и напряжения на входе и выходе, индикацию частоты на выходе преобразователя частоты электропривода.
Электроприводы имеют встроенные защиты:
от недопустимых перегрузок по току;
от пробоя и перенапряжений тиристоров;
от перенапряжений относительно земли и в силовой схеме преобразователя частоты;
от неисправностей системы управления преобразователя частоты;
от снижения напряжения вспомогательных цепей и питающей сети ниже 0,8Uном;
от случайного открывания дверей силовых шкафов при наличии напряжения;
вспомогательные технологические защиты.
Защита осуществляется воздействием на системы управления выпрямителя и инвертора (СУВ и СУИ) мгновенным изменением угла управления выпрямителя в сторону максимальных значений, снятием импульсов управления преобразователя, подачей импульсов управления на два плеча одной фазы (режим короткозамыкателя) выпрямителя и инвертора, отключением выключателей Q1 и Q2.
Для индикации неисправностей и режимов работы электропривода выдается световая информация, которая содержит расшифровку неисправностей по видам защит, о режиме работы и о включенном и отключенном состоянии электропривода.
На пульте управления электропривода отображаются основные параметры преобразователя.
При неисправностях в преобразователе частоты и срабатывании соответствующих защит предусмотрена возможность переключения асинхронного двигателя на сеть независимо от его частоты вращения (электрический БАЙПАС Q3).
Система автоматического регулирования электропривода (САР) обеспечивает режим работы асинхронного двигателя, близкий к минимуму потерь. Задание тока (момента) асинхронного двигателя может вводиться в САР как от стандартных регуляторов технологических процессов (сигналами типа "больше", "меньше"), так и стандартным аналоговым сигналом (+10 В, 0-5 мА).
Для повышения надежности работы устройства управления электропривода при недопустимых снижениях или исчезновении напряжения 380 В питания вспомогательных цепей в системе электропитания (СЭП) предусмотрена возможность параллельного питания этого устройства от аккумуляторной батареи.
Электроприводы имеют местное управление от пульта шкафа управления и предусматривают возможность дистанционного управления. Величина аналогового сигнала (задание по току) постоянного тока с максимальным значением напряжения 10 В и величиной потребляемого тока не более 10 мА. В комплект поставки входят: преобразовательная секция, сглаживающий реактор - 2-4 шт., защитное устройство - 3 шт., панель RС (на сглаживающий реактор) - 2 шт., панель RС (на выходе), комплект ЗИП, комплект эксплуатационных документов.
Характеристики Электротехнического оборудования
Характеристики станков
Характеристики КПО
Характеристики импортного оборудования
Характеристики насосного оборудования
Марки стали и сплавов
Прочее оборудование
