Комплексы управления различными механизмами

Комплексы управления различными механизмами


Комплекс управления (КУ) предназначен для повышения эффективности работы различных механизмов, в том числе:
- дробилкок;
- мельниц;
- компрессоров;
- насосов;
- газотурбинных установок;
- тяго-дутьевых механизмов;
- транспортеров;
- лифтов;
и др.

Комплекс регулирует частоту вращения приводных электродвигателей путем изменения частоты
трехфазного переменного тока от высоковольтных преобразователей частоты.
Комплекс может работать от сети напряжением 3 кВ, 6 кВ или 10 кВ частотой 50 Гц.

- экономия электроэнергии за счет снижения частоты вращения механизмов, при этом особое значение имеет реализованный в КУ принцип работы в зоне максимально возможного КПД;
- решить задачи автоматического поддержания необходимых режимов работы оборудования;
- защита оборудования от механических и гидравлических ударов, возникающих в процессе прямых пусков и переключений;
- продление ресурса оборудования;
- исключение ограничений по количеству пусков;
- снижение выделенной для электропитания мощности. В некоторых случаях, снижение величины максимального энергопотребления установки, обеспечение более эффективного и равномерного режима ее работы.

Подготовка к пуску.

На этапе подготовки к пуску электродвигателей оперативный персонал осуществляет выбор приводного механизма или группы механизмов с электродвигателями, при необходимости осуществляет осмотр их технического состояния. Процесс сборки высоковольтной схемы осуществляется путем перевода вакуумных выключателей и ручных разъединителей в заданное положение. Сборка высоковольтной схемы, может осуществляться следующими способами:
- посредством ручных разъединителей ячеек КСО;
- с кнопочных постов местного управления электродвигателями, путем поворота ключа выбора рода работ «СЕТЬ/ ВПЧ»;
- с ДПО выполненного на базе панельного компьютера, с мнемосхемой на базе SCADA путем выбора соответствующего электродвигателя и способа его работы («СЕТЬ/ ВПЧ»);
- с АРМ оператора, аналогично ДПО с панельным компьютером;
- с АСУ ТП по командам приходящим в КУ или напрямую к оборудованию.
При сборке высоковольтной схемы учитываются оперативные и электромагнитные блокировки ячеек КСО. По завершению процесса сборки высоковольтной схемы, информация о готовности к пуску поступает оператору или в АСУ ТП.

Пуск электродвигателя.

Пуск электродвигателя выбранного механизма может осуществляться:
- с кнопочного поста местного управления путем нажатия кнопки «Пуск», при этом если пуск осуществлялся от ВПЧ, то двигатель выйдет на минимальное значение частоты вращения, в соответствии с внутренними уставками ВПЧ;
- с ДПО на базе панельного компьютера, на мнемосхеме путем выбора функции пуск выбранного электродвигателя;
- с АРМ оператора, аналогично ДПО с панельным компьютером;
- с АСУ ТП по команде приходящей в КУ.
В зависимости от способа пуска электродвигателя КУ разворачивает приводные механизмы по следующему алгоритму:
- плавный пуск электродвигателя с приводным механизмом осуществляется посредством ВПЧ, при этом время разгона электродвигателя зависит как от настроек параметров пуска электродвигателя, так и от темпа задания разгона от ДПО, АРМ, АСУ ТП;
- прямой пуск электродвигателя с приводным механизмом осуществляется по байпасной схеме в обход ВПЧ и характеризуется возникновением больших динамических усилий в приводном механизме, перегревом статорных обмоток, большими пусковыми токами и достаточно быстрым выходом на номинальный режим работы. Прямой пуск для КУ, как правило, не является основным и используется в исключительных случаях, таких как вывод в ремонт ВПЧ, серьезная неисправность в системе управления и т.д.
Процесс пуска и его завершение индицируется на кнопочном посте местного управления, на ДПО, АРМ. При работе от АСУ ТП, информация о завершении пуска поступает по каналам связи с КУ.

Регулирование.

КУ может осуществлять управление производительностью исполнительных механизмов путем:
- прямого включения/ выключения электродвигателей (при каскадном пуске/ останове);
- частотного регулирования;
- смешанного управления (частотного регулирования одного электродвигателя и каскадного пуска/ останова остальных электродвигателей).
Прямое включение/ отключение электродвигателей может осуществляться как по командам от ДПО, АРМ, АСУ ТП поступающим в СУ, так и непосредственно от АСУ ТП, если наличие локальной СУ не предусмотрено. Подключение приводных электродвигателей к сети осуществляется по байпасной схеме в обход ВПЧ. Путем включения/выключения вакуумных выключателей или контакторов ячеек КСО или КРУ.
Частотное регулирование электродвигателя может осуществляться как по командам и сигналу задания от ДПО, АРМ, АСУ ТП поступающим в СУ так и непосредственно от АСУ ТП, если наличие локальной СУ не предусмотрено. Подключение приводного электродвигателя к ВПЧ осуществляется коммутационной аппаратурой высоковольтной части КУ . Регулирование частоты вращения электродвигателя осуществляет ВПЧ по закону U/f= const или исходя из параметров задания и нагрузки на валу электродвигателя при векторном управлении.
Смешанное управление электродвигателей может осуществляться как по командам и сигналу задания от ДПО, АРМ, АСУ ТП поступающим в СУ так и непосредственно от АСУ ТП, если наличие локальной СУ не предусмотрено. При смешанном управлении один электродвигатель работает от ВПЧ, что позволяет изменять производительность рабочего механизма плавно, в отведенном для работы диапазоне частот, а остальные электродвигатели работают от сети по байпасной схеме, что позволяет ступенчато регу-лировать производительность всего комплекса в целом.

Останов электродвигателей.

Останов электродвигателя выбранного механизма может осуществляться:
- с кнопочного поста местного управления путем нажатия кнопки «Стоп»;
- с ДПО на базе панельного компьютера, на мнемосхеме путем выбора функции останова выбранного электродвигателя;
- с АРМ оператора, аналогично ДПО с панельным компьютером;
- с АСУ ТП по команде приходящей в КУ.
Останов электродвигателя с приводным механизмом индицируется на кнопочном посте местного управления, на ДПО, АРМ. При работе от АСУ ТП, информация об останове поступает по каналам связи с КУ.
Экстренный останов приводного механизма возможен силами оперативного персонала с кнопочных постов местного управления на любой стадии его работы, с передней панели ВПЧ двигателя находящегося в частотном регулировании.

Работа с синхронными электродвигателями.

КУ может работать с синхронными электродвигателями как посредством ВПЧС, так и напрямую от сети по байпасной схеме.
При работе синхронного электродвигателя от сети, КУ осуществляет пря-мой пуск синхронного электродвигателя в асинхронном режиме, с последующим включением возбуждения.
При частотном регулировании, пуск синхронного электродвигателя и частотное регулирование осуществляется с включенной обмоткой возбуждения.
КУ может осуществлять энергоэффективное управление синхронным электродвигателем используя алгоритм поддержания значения cosφ близкого к единице.

Синхронный переход на сеть.

Высоковольтный частотно-регулируемый электропривод КУ может выпол-нять синхронные переходы приводного электродвигателя на сеть и обратно к сети на пи-тание от ВПЧ. Для этого в комплект ВПЧ входит дополнительный шкаф реактора, который предназначен для ограничения величины токов ВПЧ в переходных процессах при переключении приводного электродвигателя между ВПЧ и сетью.
Синхронный переход на сеть в КУ осуществляется путем отработки ВПЧ команды переключения на сеть от ДПО, АРМ или АСУ ТП. ВПЧ, при необходимости, приводит частоту выходного напряжения до частоты сети, осуществляет синхронизацию выходного напряжения с напряжением сети с необходимой точностью по фазе и амплитуде.
ВПЧ выдает команду в локальную СУ о готовности к синхронному переходу.
Локальная СУ осуществляет мониторинг готовности к синхронному переходу.
В штатном режиме работы локальная СУ выдает команду переключения на байпасную ячейку КРУ или КСО или передает эту команду в АСУ ТП верхнего уровня.

В общем случае КУ состоит из:
1. Высоковольтного преобразователя частоты серии ВПЧ (одного или более) для управления асинхронным или синхронным электродвигателем, включающего в себя:
- шкаф трансформатора с сухим многообмоточным трансформатором в соответствии с требованиями ГОСТ 11677-85 и системой вентиляции;
- шкаф силовых блоков с 15-ю, 18-ю, 27-ю силовыми блоками, системой вентиляции и системой управления ВПЧ.
2. Ячеек КСО (за исключением упрощенной схемы с включением двигателя в разрыв) с вакуумными выключателями, контакторами и/или ручными разъединителями.
3. Системы управления (СУ) выполненной на базе контроллера SIMATIC S7-1200 или ОВЕН ПТК (опционально). СУ может не входить в состав «ПРОНЕГА» при условии, что внешняя АСУ (автоматическая система управления) осуществляет раз-дельное управление составными частями «ПРОНЕГА».
4. Дистанционной панели оператора (ДПО) с технологической мнемосхемой SCADA или автоматизированного рабочего места (АРМ) (опционально).
5. Кнопочных постов местного управления (поставляются опционально по требованию заказчика).
6. Ящика собственных нужд (ЯСН) (опционально).
7. Источника бесперебойного питания (ИБП) .
8. Стабилизатора напряжения собственных нужд 0,4 кВ (опционально).
9. Системы пожарно-охранной сигнализации (опционально).
10. Комплекта контрольных и силовых кабелей.
11. Системы отопления и вентиляции (СОВ), в которую входят:
- щит управления вентиляцией (ЩУВ);
- обогреватели типа Тропик, ТЭН;
- вентиляционная камера с оборудованием.
12. Системы освещения (опционально).
13. Мобильного или быстровозводимого здания (опционально).
Перечень однолинейных схем

КУ имеет ряд исполнений высоковольтной части, позволяющих решить основной круг задач по осуществлению плавного пуска и частотного регулирования электродвигателей. Описание исполнений высоковольтной части КУ приведены в таблице 3. Если поставленная задача не может быть решена с помощью предложенных решений, то высоковольтная часть КУ может быть реализована на основе базовых решений или технических требований заказчика, указанных в опросном листе на высоковольтный частотно-регулируемый привод. Технические решения, отличающиеся от базовых, разрабатываются по исходным требованиям заказчика.

1.0. Схема системы частотного регулирования электродвигателей КУ реализована на базе ВПЧ подключенного в разрыв питающей ячейки КРУ и приводного электродвигателя. Вывод в ремонт ВПЧ осуществляется вместе с приводным двигателем.

Однолинейная схема силовой части КУ

1.1. Схема системы частотного регулирования электродвигателей КУ реализована на базе ВПЧ с байпасом подключенного в разрыв питающей ячейки КРУ и приводного электродвигателя. ВПЧ с байпасом позволяет вводить в работу и выводить из работы ВПЧ и одновременно осуществлять пуск и работу приводного электродвигателя. Вывод в ремонт ВПЧ осуществляется вместе с приводным двигателем.

Однолинейная схема силовой части КУa11

2.0. Схема системы частотного регулирования электродвигателей КУ реализована на базе ВПЧ и ячеек КСО с вакуумными выключателями. ВПЧ подключается в разрыв цепи питания приводного электродвигателя и пи-тающей ячейки, а ячейки КСО позволяют вводить в работу и выводить из работы или в ремонт ВПЧ и одновременно осуществлять пуск и работу приводного электродвигателя. Сборка высоковольтной схемы осуществляется посредством вакуумных выключателей.

Однолинейная схема силовой части КУ

2.1. Схема системы частотного регулирования электродвигателей КУ реализована на базе ВПЧ и ячеек КСО с ручными разъединителями. ВПЧ подключается в разрыв цепи питания приводного электродвигателя и пи-тающей ячейки, а ячейки КСО позволяют вводить в работу и выводить из работы или в ремонт ВПЧ и одновременно осуществлять пуск и работу приводного электродвигателя. Сборка высоковольтной схемы осуществляется посредством ручных разъединителей. Схема применима для электродвигателей, мощностью до 2000 кВт включительно.

Однолинейная схема силовой части КУ

2.2. Схема системы частотного регулирования электродвигателей КУ реализована на базе ВПЧ и ячеек КСО с ручными разъединителями. ВПЧ подключается в разрыв цепи питания приводного электродвигателя и питающей ячейки, а ячейки КСО позволяют вводить в работу и выводить из работы или в ремонт ВПЧ и одновременно осуществлять пуск и работу приводного электродвигателя. Сборка высоковольтной схемы осуществляется посредством ручных разъединителей. Схема применима для электродвигателей, мощностью более 2000 кВт.

Однолинейная схема силовой части КУ

3.0. Схема системы частотного регулирования электродвигателей КУ реализована на базе ВПЧ и ячеек КСО с вакуумными выключателями, количество которых зависит от числа приводных электродвигателей. Схема позволяет выполнить пуск и частотное регулирование приводных электродвигателей от ВПЧ, пуск приводных электродвигателей от питающих ячеек КРУ по байпасу. Для работы ВПЧ необходимо наличие свободной ячейки в питающей секций КРУ (или несколько ячеек в разных секциях КРУ). Наличие ячеек КСО позволяет вводить в работу и выводить из работы или в ремонт ВПЧ, даже если питающая ВПЧ ячейка КРУ не будет переведена в ремонтное положение, выполнять выбор электродвигателей подлежащих пуску и частотному регулированию. ВПЧ подключается к существующей системе энергоснабжения и не требует замены существующих силовых кабелей проложенных от питающих ячеек КРУ к приводным электродвигателям. Данная схема предназначена для использования ВПЧ мощностью до 2000 кВт включительно.

Однолинейная схема силовой части КУ

3.1. Схема системы частотного регулирования электродвигателей КУ реализована на базе ВПЧ и ячеек КСО с вакуумными выключателями, количество которых зависит от числа приводных электродвигателей. Схема позволяет выполнить пуск и частотное регулирование приводных электродвигателей от ВПЧ, пуск приводных электродвигателей от питающих ячеек КРУ по байпасу. Для работы ВПЧ необходимо наличие свободной ячейки в питающей секций КРУ (или несколько ячеек в разных секциях КРУ). Наличие ячеек КСО позволяет вводить в работу и выводить из работы или в ремонт ВПЧ, выполнять выбор электродвигателей подлежащих пуску и частотному регулированию. ВПЧ подключается к существующей системе энергоснабжения и не требует замены существующих силовых кабелей проложенных от питающих ячеек КРУ к приводным электродвигателям. Данная схема предназначена для использования ВПЧ мощностью более 2000 кВт.

Однолинейная схема силовой части КУ

3.2. Схема системы частотного регулирования электродвигателей КУ реализована на базе ВПЧ и ячеек КСО с вакуумными выключателями, количество которых зависит от числа приводных электродвигателей. Схема позволяет выполнить пуск и частотное регулирование приводных электродвигателей от ВПЧ, пуск приводных электродвигателей по байпасу. Наличие ячеек КСО позволяет вводить в работу и выводить из работы или в ремонт ВПЧ. Для питания ВПЧ используется ячейка питания одного из двигателей, к которой добавляется секция, состоящая из двух ячеек КСО с вакуумными выключателями. Одна из ячеек КСО питает электродвигатель по байпасу, другая - ВПЧ. Остальные двигатели работают от сети по существующей схеме и не требуют замены существующих силовых кабелей проложенных от питающих ячеек КРУ к приводным электродвигателям.

Однолинейная схема силовой части КУ

3.3. Схема системы частотного регулирования электродвигателей КУ реализована на базе ВПЧ и ячеек КСО с вакуумными выключателями, количество которых зависит от числа приводных электродвигателей. Схема позволяет выполнить пуск и частотное регулирование приводных электродвигателей от ВПЧ, пуск приводных электродвигателей по байпасу. Наличие ячеек КСО позволяет вводить в работу и выводить из работы или в ремонт ВПЧ. Для питания ВПЧ от двух секций используются ячейки питания двух двигателей в разных секциях, к которым добавляется 2 секции КСО. Каждая секция КСО состоит из двух ячеек КСО с вакуумными выключателями. Одна из них обеспечивает питание электродвигателя, вторая – ВПЧ. Остальные двигатели работают от сети по существующей схеме и не требуют замены существующих силовых кабелей проложенных от питающих ячеек КРУ к приводным электродвигателям.

Однолинейная схема силовой части КУ

4.0. Схема системы частотного регулирования электродвигателей КУ реализована на базе ВПЧ и ячеек КСО с вакуумными выключателями, количество которых зависит от числа приводных электродвигателей. Схема позволяет выполнить пуск и частотное регулирование приводных электродвигателей от ВПЧ, прямой пуск по байпасу от соответствующих КСО. Для работы ВПЧ наличие свободных ячеек в каждой из питающих секций КРУ- не требуется. Управлять питающими ячейками КРУ для перехода на байпасную схему питания электродвигателя от сети - не требуется. Наличие ячеек КСО позволяет вводить в работу и выводить из работы или в ремонт ВПЧ (при выводе в ремонт ВПЧ необходимо вывести питающую ячейку КРУ в ремонтное положение), выполнять выбор электродвигателей подлежащих пуску и частотному регулированию. Схема не требует доработки существующих ячеек КРУ в части цепей управления, электромагнитных и оперативных блокировок. Схема позволяет осуществлять пуск выбранного электродвигателя от разных питающих секций КРУ.

Однолинейная схема силовой части КУ

 
Обратная связь
Наши специалисты ответят на Ваш вопрос в течение 3 часов
Отправить