Преобразователи для приводов переменного тока.
Преобразователи для электропривода класса напряжения 6 кВ, 10 кВ, 15,75 кВ
Статическое тиристорное пусковое устройство ТПУЦ предназначено для поочередного «мягкого» пуска синхронных электродвигателей типа СТД и СДГ с щеточным механизмом возбуждения, мощностью до 12,5МВт напряжением до 10кВ.
Пусковое устройство сертифицировано в системе ГОСТ Р.
1. ЭФФЕКТИВНОСТЬ
- плавный пуск как ненагруженного, так и нагруженного электродвигателя с токами не больше номинального значения;
- синхронизацию с питающей сетью и автоматическое переключение на электроснабжение по постоянной схеме без бросков тока и механических ударов;
- отсутствие ударных механических и электродинамических нагрузок на электродвигатель, питающую сеть и коммутационную аппаратуру;
- пуск двигателя с постоянным моментом на валу двигателя;
- запись осциллограмм пуска, хранение 15 последних пусковых осциллограмм, дневник событий.
2. СОСТАВ И ОПИСАНИЕ РАБОТЫ ПРИВОДА ТПЧ
Принцип действия пускового устройства заключается в преобразовании переменного трехфазного напряжения промышленной частоты в переменное напряжение с регулируемой выходной частотой.
Функционально силовая схема пускового устройства представляет собой тиристорный преобразователь с явно выраженным звеном постоянного тока и инвертором тока, ведомым нагрузкой — синхронной машиной (СМ). Конструктивно преобразователь включает следующие составные части:
- Токоограничивающий реактор — 1 шт.
- Шкаф выхода (ввода) питания — 2 шт.
- Шкаф тиристорный — 6 шт.
- Реактор сглаживающий — 1 шт.
- Шкаф управления — 1 шт.
Напряжение сети промышленной частоты подается на токоограничивающий трехфазный реактор, выполненный в виде единой конструкции и предназначенный для ограничения тока устройства в аварийных режимах, а также для уменьшения влияния ТПУЦ на сеть. Со стороны СМ ограничение токов коротких замыканий в пусковом устройстве осуществляется за счет реактансов синхронной машины.
Шкафы выхода (ввода) питания служат для измерения входных и выходных параметров ТПУЦ, защиты ТПУЦ и СМ от коммутационных перенапряжений (между фазами и относительно земли). В шкафах размещены трансформаторы тока, трансформаторы напряжения и защитные RС- цепи.
Шкафы тиристорные служат для размещения сетевого управляемого выпрямителя и выходного инвертора тока. Частота выходного напряжения инвертора определяется его системой импульсно-фазового управления (СИФУ), а коммутация тиристорных вентилей инвертора осуществляется под действием ЭДС синхронной машины (в диапазоне 3-60 Гц).
Реактор сглаживающий, установленный между выпрямителем и инвертором, выполняет функции звена постоянного тока и обеспечивает сглаживание пульсаций тока на выходе выпрямителя. Конструктивно включает две симметричные обмотки L1 и L2.
Для ограничения уровней межфазных коммутационных перенапряжений в выпрямителе и инверторе и коммутационных перенапряжений относительно земли на обмотках СМ предусмотрена установка демпфирующих RС — цепей на выходе преобразователя, а также параллельно обмоткам сглаживающего реакторам.
Шкаф управления служит для размещения средств управления, измерения, сигнализации и защиты.
3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Структура условного обозначения устройства:
ТПУЦ-ХХХ-10-50-УХЛ4
Т — тиристорное
П — пусковое
У — устройство
Ц — вид системы обработки данных: цифровая
ХХХ — номинальная мощность электродвигателя нагрузки, МВт
10 — номингальное выходное напряжение (линейное), кВ
50 — номинальная частоты выходного напряжения, Гц
УХЛ4 — вид климатического исполнения и категории размещения по ГОСТ15150
Основные параметры устройства соответствуют указаным в таблице:
| Наименование параметра | Значение параметра | |||
| Номинальное напряжение питающей сети, В | 10500 | |||
| Номинальная частота питающей сети, Гц | 50 | |||
| Номинальное напряжение питания цепей собственных нужд, В | 380 | |||
| Номинальная частота напряжения питания цепей собственных нужд, Гц | 50 | |||
| Число фаз выходного напряжения | 3 | |||
| Диапазон изменения выходной частоты, Гц | 0,1-50 | |||
| Диапазон изменения выходного напряжения, В | 0-10 | |||
| Пусковой ток, А, не более | 900 | |||
| Длительность протекания пускового тока, с, не более | 40 | |||
| Количество пусков в час (с интервалом между пусками не менее 3 мин.), не более | 15 | |||
| Габаритные размеры, мм:реактор токоограничивающийшкаф выхода (ввода) питания шкаф тиристорный реактор сглаживающий шкаф управления | 1000х1000х1145900х600х2200 (2650)* 900х600х2200 (2750)** 1040х1040х1520 600х700х2200 | |||
| Масса, кг:реактор токоограничивающийшкаф выхода (ввода) питания шкаф тиристорный реактор сглаживающий шкаф управления | 904570* 500** 3300 260 | |||
| Диапазон рабочих температур, ° C | +1 — +35 | |||
* с трансформаторами напряжения
** с вентиляторами системы охлаждения
Устройство обеспечивает номинальные параметры и характеристики при показателях качества электроэнергии питающей сети согласно ГОСТ 13109.
Шкафы выхода (ввода) и тиристорные шкафы имеют одностороннее обслуживание, обеспечивающее доступ для осмотра и подтяжки мест крепления контактных соединений, регулировки и настройки, шкаф управления — двустороннее обслуживание.
Рабочее положение устройства — вертикальное, допускается отклонение от вертикального положения не более 5° в любую сторону;
Степень защиты IР20 по ГОСТ 14254.
Внешние электрические выводы устройства выполняются с помощью разъемных соединений.
Охлаждение устройства — воздушное принудительное
4. УПРАВЛЕНИЕ, СИГНАЛИЗАЦИЯ, ЗАЩИТЫ
Система управления обеспечивает:
- реализацию оптимального управления фазными токами, напряжением и частотой вращения электродвигателя в процессе пуска;
- регулирование уставки времени пуска;
- защиту тиристорного пускового устройства и электродвигателя при возможных аварийных ситуациях;
- сохранность информации о последней аварии;
- обмен информацией с САУ электроагрегата и системой возбуждения синхронного электродвигателя по RS 485, RS 232, Ethernet;
- формирование команд аварийного отключения;
- хранение в энергонезависимой памяти статистических данных: общее число пусков в течение квартала для каждого электроагрегата (число электроагрегатов не более 8, число пусков не более 30), дату и время разгона, максимальный ток
последнего пуска, время отключения пускового устройства.
Устройство имеет следующую сигнализацию:
- о пробое одного тиристора в одном плече выпрямителя или инвертора;
- о наличии напряжения питающей сети;
- о режиме работы устройства («Отключено», «пуск», «включено»);
Устройство имеет следующие виды защит:
- от снижения напряжения питающей сети на входе ниже 0,8 ном.;
- от повышения напряжения на выходе устройства выше 1,2 ном;
- от повышения напряжения на выходе устройства относительно «земли» выше амплитудного значения линейного напряжения сети;
- от повышения пускового тока выше 900 А;
- от превышения времени пуска;
- от «опрокидывания» инвертора пускового устройства;
- от внутренних и внешних коротких замыканий;
- от пробоя более одного тиристора в одном плече инвертора или выпрямителя;
- отключение питающего напряжения 10 кВ при открывании дверей;
- от снижения напряжения питания собственных нужд ниже 0,8 ном.
Защита преобразователя осуществляется мгновенным изменением угла управления выпрямителем в сторону максимального значения («Инвертирование») с последующим снятием импульсов управления и подачей команды на включение короткозамыкателей; этим образуется цепь для протекания тока звена постоянного тока при отключенных выключателях.
5. УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Климатическое исполнение УХЛ, категория размещения 4 по ГОСТ 15150 (температура окружающей среды от плюс 1°С до плюс 35°С, верхнее значение относительной влажности воздуха 80% при температуре окружающей среды плюс 25°С без конденсации влаги). Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая агресивных газов и паровв концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию, не насыщенная водяными парами и токопроводящей пылью. Высота над уровнем моря не более 1000м.