«Система плавного пуска 10 кВ для двух мельниц сухого помола 2,6х13»

21.08.2018
  • П. П. Зайцев, главный инженер
  • П. А. Воронов, инженер-системотехник

В 2018 году специалисты ООО «Аметист» разработали и ввели в эксплуатацию «Систему плавного пуска 10 кВ, 1 МВт для двух мельниц сухого помола 2,6х13» на площадке ООО «Форэс» г. Сухой Лог.

Характеристики оборудования:

Трубная мельница.

  • Тип: 2,6 х 13;
  • Номинальная производительность, т/час: 26 ;
  • Мощность двигателя главного привода, кВт: 1000 ;
  • Номинальная частота вращения, об/мин: 20,15 ;
  • Масса мелющих тел, т: 81,8 тонн.

Электродвигатель синхронный.

  • Тип: СДВ-16-49-16У3;
  • Номинальная мощность, кВт: 1000 ;
  • Номинальная частота вращения, об/мин : 375 ;
  • Номинальное линейное напряжение статора, кВ: 10 ;
  • Номинальный ток статора, А: 68;
  • Номинальный напряжение обмотки возбуждения, В: 75;
  • Номинальный ток обмотки возбуждения, А: 210;
  • Коэффициент мощности, о.е.: 0,9;
  • КПД, %: 94,5.

В силу особенностей электроснабжения нового производства Заказчик изначально планировал применить устройство плавного пуска для разгона электроприводов мельниц, которое должно отвечать следующим основным требованиям:
1). плавный пуск с ограничением пускового тока не более 1,5 номинального;
2). синхронизация разогнанного электродвигателя с сетью и безударное переключение на работу от сети;
3). вращение мельницы на малой скорости < 10 Гц.

После получения технического задания была проведена оценка проекта и приняты решения по реализации СИСТЕМЫ.

Устройство плавного пуска высоковольтное частотное УППВЧ-80-10000-50-УХЛ4 (далее УППВЧ) производства ООО «Электротекс-ИН» г. Орел. УППВЧ представляет собой инвертор тока ведомый нагрузкой. Система управления цифровая микропроцессорная. Преобразователь сохраняет работоспособность при двух силовых тиристоров в плече каждой фазы.

В УППВЧ реализованы защиты:

  • от недопустимых перегрузок по току;
  • от токов внутренних и внешних (со стороны нагрузки) коротких замыканий;
  • от исчезновения или недопустимого снижения напряжения собственных нужд;
  • от снижения тока возбуждения подключенного электродвигателя ниже допустимого значения;
  • от превышения частоты вращения приводного двигателя сверх допустимого значения;
  • от затянувшегося пуска или длительной работы на пониженной скорости;
  • от затянувшегося пуска или длительной работы на пониженной скорости;
  • от открывания дверей силовой части при поданном на нее силовом напряжении;
  • от развивающегося пробоя тиристоров силовой части;
  • от перегрева силовых элементов УППВЧ, вызванного повреждением системы принудительного охлаждения.
Габаритные размеры (ВхШхГ), мм: 2450х8168х1334,5
Вес, кг: 7750
Более подробно с характеристиками УППВЧ можно ознакомиться здесь... arrow.gif

Шкаф управления системой плавного пуска (далее ШУ-СПП) производства ООО «Аметист» г. Екатеринбург. ШУ-СПП управляет поочередным плавным пуском мельниц.
Габаритные размеры (ВхШхГ), мм: 1000х800х300
Вес, кг: 50

KTS

Схема комплекса технических средств

Описание работы системы.

ШУ-СПП производит обмен сигналами управления и состояния с оборудованием системы плавного пуска и оборудованием мельниц:

  • шкафами управления мельницами №1 и №2;
  • ячейками высоковольтных выключателей участвующих в системе плавного пуска;
  • цифровыми тиристорными возбудителями электродвигателей мельниц №1 и №2;
  • датчиками положения ротора на электродвигателях мельниц №1 и №2;
  • устройством плавного пуска УППВЧ.

На основании полученной информации ШУ-СПП оценивает состояние СИСТЕМЫ и передает в соответствующий ШУМ сигнал «Готовность» к плавному пуску.

После появления сигнала «Готовность» на панели управления ШУМ становиться возможным запуск электродвигателя мельницы в режиме «Плавный пуск» или «Малая скорость». Выбор режима работы СИСТЕМЫ осуществляется оператором на панели управления ШУМ.

В режиме «Плавный пуск» после получения сигнала «Пуск» от ШУМ выполняется процесс запуска электродвигателя:

  • линейная ячейка УППВЧ подключает пусковое устройство к соответствующей секции шин 10 кВ;
  • электродвигатель с помощью соответствующей пусковой ячейки подключается к УППВЧ;
  • на соответствующий возбудитель поступает сигнал «Включить от УППВЧ» и аналоговый сигнал задания тока возбуждения 4 … 20 мА;
  • после получения от возбудителя сигнала «Работа возбудителя» и аналогового сигнала текущего тока возбуждения 0 … 100 мА начинается разгон электродвигателя с ограничением тока до синхронной скорости;
  • после достижения синхронной скорости происходит синхронизация напряжения преобразователя и напряжения сети по фазе и амплитуде и выдается сигнал на включение внутреннего обводного контактора УППВЧ, а через выдержку времени на включение соответствующей линейной ячейки электродвигателя, электродвигатель переходит на питание от сети;
  • происходит гашение тока в силовой секции, отключение внутреннего обводного контактора, пусковой ячейки ЭД и линейной ячейки УППВЧ;
  • снимается сигнал включения возбудителя «Включить от УППВЧ» и возбудитель переходит на работу от внутренней уставки тока возбуждения;
  • на ШУМ появляется сигнал «Готовность», СИСТЕМА готова к запуску следующего электродвигателя.

Количество последовательных пусков ограничено только температурой теплоотводов тиристоров силовой части.

В режиме «Малая скорость» после получения непрерывного сигнала «Пуск» от ШУМ выполняется процесс запуска электродвигателя:

  • линейная ячейка УППВЧ подключает пусковое устройство к соответствующей секции шин 10 кВ;
  • электродвигатель с помощью соответствующей пусковой ячейки подключается к УППВЧ;
  • на соответствующий возбудитель поступает сигнал «Включить от УППВЧ» и аналоговый сигнал задания тока возбуждения 4 … 20 мА;
  • после получения от возбудителя сигнала «Работа возбудителя» и аналогового сигнала текущего тока возбуждения 0 … 100 мА начинается разгон электродвигателя с ограничением тока до скорости, установленной в панели оператора ШУ-СПП (7 Гц);
  • вращение мельницы продолжается пока поступает сигнал «Пуск» и ограниченно только температурой теплоотводов тиристоров силовой части;
  • при отсутствии сигнала пуск в течении 30 с происходит гашение тока в силовой секции, отключение пусковой ячейки ЭД и линейной ячейки УППВЧ;
  • на ШУМ появляется сигнал «Готовность», СИСТЕМА готова к запуску следующего электродвигателя.

Дополнительные функции системы.

Панель оператора ШУ-СПП предоставляет оператору подробную информацию о состоянии всех компонентов СИСТЕМЫ в виде мнемосхем (экранов):

  • главный экран;
  • готовность мельницы №1 (2) к пуску;
  • состояние УППВЧ;
  • текущие аварии;
  • аварии последнего останова;
  • состояние входов и выходов ПЛК;
  • журнал событий и аварий;
  • архив событий и аварий.

KTS

Главный экран

СИСТЕМА осуществляет блокировку:

  • включения «Плавного пуска / Малой скорости» если нет необходимых сигналов состояния и готовности оборудования;
  • одновременного включения линейных ячеек УППВЧ I и II секции шин;
  • одновременного включения пусковых ячеек ЭД мельниц №1 и №2;
  • включения на заземленную линию;
  • остановка работы и разбор силовой схемы при нажатой кнопке «Аварийный стоп».

  • KTS

    График изменения параметров при плавном пуске.

    Выводы:

    СИСТЕМА обеспечивает режимы работы «Плавный пуск» и «Малая скорость». Ток статора при пуске не превышает величины 1,1 от номинального, что позволяет:

  • значительно снизить нагрузки на питающую сеть при пуске и минимизировать просадку напряжения;
  • исключить ударные механические нагрузки в электродвигателе и редуктора мельницы при пуске, сохранить механический ресурс;
  • ведение журналов действий оператора, событий, аварий позволяет проанализировать причины возможного простоя мельницы.
  • KTS

    Устройство плавного пуска на объекте.

    Фото УППВЧ можно посмотреть здесь... arrow.gif


    Возврат к списку