Устройство плавного пуска частотное серии УППВЧ

Характеристики Файлы Применение Цена

Связанная информация:

Высоковольтное устройство плавного пуска ЗАО «Электротекс» для поочередного плавного частотного пуска пяти синхронных электроприводов 3,15 кВ, 1,25 МВт шаровых мельниц ... arrow.gif

Система плавного пуска 10 кВ для двух мельниц сухого помола 2,6х13 ... arrow.gif

Как это сделано ... arrow.gif

UPPVH
Функциональные особенности:

Устройство плавного пуска высоковольтное частотное типа УППВЧ предназначено для осуществления плавного безударного пуска синхронных электродвигателей механизмов с тяжелыми условиями пуска (цементные и рудничные мельницы, вентиляторы и дымососы, механизмы с большой инерцией).
УППВЧ позволяет производить частотный и реакторный (резервный) плавный пуск электродвигателей.
УППВЧ может быть применен для пуска синхронных электродвигателей других механизмов, чей пуск напрямую от сети невозможен, либо может вызвать сбои в работе других потребителей в электроэнергетических системах ограниченной мощности:
Использование УППВЧ оправдано, когда устройство плавного пуска с регулированием напряжения не удовлетворяет требованиям пускового режима, а использование полнофункционального преобразователя частоты только для пуска избыточно и экономически нецелесообразно.
  • питание от автономного генератора;
  • потребитель находится на большом удалении от магистральной подстанции;
  • питание через трансформатор соизмеримой мощности.

Использование УППВЧ оправдано, когда устройство плавного пуска с регулированием напряжения не удовлетворяет требованиям пускового режима, а использование полнофункционального преобразователя частоты только для пуска избыточно и экономически нецелесообразно.

Преимущества применения устройств плавного пуска серии УППВЧ:

  • Полностью русскоязычное меню
  • Легкая настройка
  • Режим автоматической адаптации
  • Гарантия 2 года
  • Развитая сеть сервисных центров

Решаемые задачи:

  • ограничение пускового тока электродвигателя от 0,5 до 1,5 номинального тока двигателя;
  • пуск с моментом близким к номинальному;
  • снижение потерь в обмотке статора в сравнении с прямым пуском;
  • снижение динамических моментов в кинематической схеме «двигатель - механизм» по сравнению с прямым пуском;
  • автоматическая синхронизация приводного двигателя с питающей сетью и переключение его на питание от сети;
  • потенциальная возможность поочередного запуска нескольких синхронных электродвигателей разной мощности;
  • уменьшение провалов напряжения в сети при пуске электродвигателей в сетях с ограниченной мощностью.

Основные составные части УППВЧ:

  1. Шкаф токоограничивающего сетевого реактора.
  2. Шкаф выпрямителя.
  3. Шкаф сглаживающего реактора звена постоянного тока.
  4. Шкаф инвертора.
  5. Шкаф отходящих присоединений.
  6. Датчик положения ротора.

Принцип работы:

УППВЧ выполнено по схеме инвертора тока ведомого нагрузкой.

Коммутация тиристоров в диапазоне частот вращения (0…5)Гц искусственная за счет гашения тока инвертора переводом выпрямителя в инверторный режим. Синхронизация работы инвертора осуществляется сигналами датчика положения ротора (ДПР) либо алгоритмически (без использования ДПР).

Датчик положения ротора (ДПР) используется для определения положения ротора относительно магнитной системы статора синхронной машины.

В момент старта электродвигателя с максимальным моментом, поле статора должно опережать поле ротора на 90 эл.градусов. Для этого необходимо определить положение ротора в пространстве, и, зная это положение, включить такие два тиристора инвертора, чтобы при протекании тока статора – поле статора было сдвинуто по отношению к полю ротора на угол близкий к 90 эл. градусов.

Трехфазным мостовым инвертором можно сформировать шесть фиксированных положений результирующего вектора поля статора двигателя. При этом дискретность, формирования поля статора равна 60 эл. градусов, и начальный угол может находиться в диапазоне 60…120 градусов, тем самым определяя возможные колебания пускового момента в диапазоне (0,86…1).

При достижении частоты вращения 5 Гц осуществляется автоматический переход в режим естественной коммутации. Естественная коммутация тиристоров инвертора осуществляется за счет э.д.с. двигателя при частотах вращения 5…50 Гц. Синхронизация работы инвертора и формирование угла опережения инвертора осуществляется по э.д.с двигателя. Выделение э.д.с производится из напряжения измеряемого на выходных зажимах инвертора методом компенсации активного падения напряжения и реактивного, в сверхпереходных сопротивлениях двигателя. Регулирование момента (скорости) двигателя осуществляется изменением тока на входе инвертора, который формируется с помощью управляемого выпрямителя (шкаф выпрямителя) и сглаживающих дросселей (реакторов). Регулирование величины тока осуществляется регулированием среднего значения напряжения на выходе управляемого выпрямителя изменением фазы импульсов управления с помощью автоматического замкнутого контура регулирования тока. Угол опережения инвертора постоянный, величина его определяется параметрами двигателя, в частности сверхпереходным сопротивлением обмоток двигателя и требуемой величиной тока нагрузки при пуске двигателя.

Для завершения пуска и переключения двигателя на питание от сети предусмотрен режим синхронизации двигателя с питающей сетью. Переход в режим синхронизации выполняется автоматически после достижения подсинхронной скорости. При выполнении условий точной синхронизации выходного и входного напряжения УППВЧ по углу сдвига и по амплитуде, производится включение встроенного «байпасного» выключателя, после чего формируется команда включения линейного выключателя запускаемого электродвигателя. Основное назначение встроенного «байпасного» выключателя: защита устройства плавного пуска при ошибках в присоединении отходящих кабельных линий; организация реакторного пуска, резервирующего систему управления УППВЧ.

Синхронизация выходного и входного силовых напряжений УППВЧ выполняется автоматически посредством регулятора фазы, при достижении скорости вращения двигателя близкой к синхронной и с помощью регулятора напряжения, выходной сигнал которого воздействует в качестве сигнала задания в систему управления возбуждением синхронного двигателя.

После включения линейного выключателя запускаемого электродвигателя, УППВЧ в автоматическом режиме производит подготовку к состоянию «Готовность» для следующей процедуры плавного пуска.

Силовая часть УППВЧ:
  • силовая часть выпрямителя и инвертора УППВЧ построена на тиристорах 65 класса (6 500 В.) с двухсторонним охлаждением производства ЗАО «Протон-Электротекс».
  • принятый запас по среднему току тиристора – 75% при TC=70°C.
  • принятый запас по обратному напряжению тиристора – 25%.
  • принятое количество вышедших из строя силовых тиристоров, при котором сохраняется работоспособность УППВЧ – 2 тиристора в каждом из 12 силовых плечей.
  • информация о состоянии тиристорных ячеек, в том числе температура охладителей определяется локальным контроллером каждого тиристора и передаётся по оптической линии связи в центральный контроллер УППВЧ. Информация о состоянии тиристоров с указанием номера ячейки отображается на пульте управления устройства и доступна для считывания по информационному протоколу обмена RS-485, Ethernet.
  • токоограничивающие реакторы и дроссели постоянного тока с естественным охлаждением, намотаны из многопроволочной алюминиевой жилы прямоугольной формы с высокотемпературной кремнийорганической изоляцией.

Датчик положения ротора (ДПР):

  • используется стандартный инкрементальный энкодер;
  • при установке ДПР не требуется калибровка поскольку УППВЧ автоматически определяет  положение ротора перед началом плавного пуска;
  • допустимое осевое смещение вала электродвигателя – до 50 мм;
  • допустимое радиальное смещение вала электродвигателя – до 50 мм;
  • допустимое тангенциальное смещение вала электродвигателя – 20 мм

Безопасность при эксплуатации УППВЧ:

  • УППВЧ оснащено встроенным «байпасным» выключателем, гарантирующим безаварийную работу оборудования плавного пуска при ошибках в монтаже внешних силовых присоединений (например, после замены ревизии силовых кабелей);
  • в состав УППВЧ входит ячейка отходящих присоединений с приводом разъединителя и заземляющими ножами. Ячейка предназначена для проведения безопасной эксплуатации при производстве работ на УППВЧ либо на пусковой ячейке, в том числе во время работы приводов мельниц в составе пускового комплекса;
  • оборудование УППВЧ высокого уровня напряжения имеет гальваническое разделение с контроллерами управления посредством волоконно-оптических линий связи и высоковольтных индукторов электропитания;
  • двери шкафов УППВЧ, открываемые замком с ключом оснащены блокировками, направленными на снятие высокого напряжения с УППВЧ и на оперативную сигнализацию.

Функции контроля и защиты:

  • от межфазных коротких замыканий на выходе УППВЧ;
  • от исчезновения или недопустимого снижения питающего напряжения;
  • от кратковременного превышения входного напряжения;
  • от отклонения тока возбуждения ротора синхронной машины от заданного значения;
  • от затянувшегося пуска или длительной работы на пониженной скорости;
  • от неисправностей в системе питания цепей управления;
  • от перегрева силовых элементов УППВЧ, в том числе, вызванного повреждением системы принудительного охлаждения;
  • от несанкционированного проникновения во внутреннее пространство шкафов УППВЧ;
  • максимально-токовая и частотно зависимая время токовая защита двигателя;
  • от коммутационных перенапряжений в силовой части УППВЧ;
  • ограничители перенапряжения на входе и выходе УППВЧ, для защиты компонентов УППВЧ и электродвигателя от коммутационных напряжений;
  • защита оборудования УППВЧ в аварийных режимах опрокидывания инвертора и сквозных аварийных токов: алгоритм восстановления для продолжения работы инвертора УППВЧ при возникновении ошибок коммутации тиристоров в аварийных режимах; алгоритмы управления УППВЧ для оперативного прекращения протекания аварийных токов; специализированная методика подбора индуктивности обмоток дросселей постоянного тока; тиристоры с высоким значением допустимой скорости нарастания тока di/dt(400…800 А/мкс); прямой непосредственный контроль тока возбуждения двигателя.

Комплекс оборудования для плавного пуска:

При использовании УППВЧ для запуска единичного привода требуются:
  1. Вводная ячейка выключателя силового питания УППВЧ.
  2. Ячейка линейного выключателя запускаемого привода.
  3. Возбудитель запускаемого привода.
При использовании УППВЧ в групповом поочередном плавном пуске дополнительно требуются:
  1. В соответствии с количеством запускаемых приводов, к УППВЧ присоединяется соответствующее количество пусковых ячеек.
  2. В случае, если питание групп электродвигателей осуществляется с разных секций шин необходима дополнительная ячейка вводного выключателя силового питания УППВЧ.
  3. Модуль управления пусками (МУП) для каждой запускаемой мельницы.
  4. Центральный шкаф управления пусками (ЦШУП). ЦШУП является селектором для направления команд управления от УППВЧ к оборудованию запускаемых приводов и направления соответствующих контролируемых параметров (сигналов) к УППВЧ.
Основные характеристики ЦШУП:
  • обмен сигналами состояния и управления с оборудованием мельниц через МУП;
  • обмен сигналами состояния и управления с УППВЧ;
  • обмен сигналами состояния и управления с возбудителями;
  • регистрация  и хранение параметров работы Комплекса оборудования;
  • отображение работы основного оборудования на сенсорной панели управления.
Основные характеристики МУП:
  • обмен сигналами состояния и управления с оборудованием мельницы;
  • обмен сигналами состояния и управления с ЦШУП.

Технические характеристики:

Структура условного обозначения УППВЧ:

СУО УППВЧ.png

 
Напряжение на входе, В 6000 (3000, 10000) +10/-15%, (+10/-30% - по заказу)
Частота напряжения на входе, Гц 50(60) +/-1% (до +/-5% - по заказу)
Число фаз на входе и выходе 3
Напряжение питания устройств управления и системы охлаждения, В 220(380) +10/-15%
Мощность электродвигателя, кВт (рекомендуемая) 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 4500 5000 5600
Номинальный выходной ток, А 6 кВ 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 630 630
10 кВ 25 31,5 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 400 400
Номинальный режим работы Повторно-кратковременный
Время работы, не более, с 120
Время паузы, не менее, с 600
Ток перегрузки от 100% до 150% номинального тока при продолжительности 120 с
Число пусков за час  6
Интерфейс связи (протокол передачи данных) Ethernet, RS 485 (ModBus-RTU, ModBus-ASCII)
Конструктивное исполнение Напольные шкафы одностороннего обслуживания
Тип охлаждения принудительное воздушное
Габаритные размеры (длина х высота х ширина), мм 6 кВ 6758х2272х1450
10 кВ 7915x2272x1450
Климатическое исполнение УХЛ4 (У1)
Температура окружающей среды при работе, °С от 0 до +40
Температура окружающей среды при транспортировании, °С от -40 до +50
Относительная влажность воздуха, % 90 при 20°С (без конденсации влаги)
Степень защиты оболочки IP32 (IP54 - по заказу)

Пульт дистанционного управления

Входит в стандартный комплект устройства (RS-485 стандартная длина линии 300 м)



Дополнительное оборудование:
 
Шкаф управления мельницей (ШУМ)

Основные характеристики ШУМ:
  • управление основным и вспомогательным оборудованием мельницы (маслонасосы редуктора, питатели, вспомогательный привод, главный привод и др.);
  • обмен сигналами состояния и управления с УППВЧ.
В системе индивидуального плавного пуска электропривода функции  ШУМ могут  быть расширены за счет сенсорной панели управления, при этом доступны дополнительные функции:
  • регистрация и хранение параметров работы Комплекса оборудования;
  • отображение работы основного оборудования на сенсорной панели управления.
Цифровой тиристорный возбудитель

Связанная информация:

Высоковольтное устройство плавного пуска ЗАО «Электротекс» для поочередного плавного частотного пуска пяти синхронных электроприводов 3,15 кВ, 1,25 МВт шаровых мельниц ... arrow.gif

Система плавного пуска 10 кВ для двух мельниц сухого помола 2,6х13 ... arrow.gif

Как это сделано ... arrow.gif

Сенсорная панель оператора.

Сенсорная панель оператора входящая в состав оборудования плавного пуска выполняет следующие функции:
  1. Отображение мнемосхемы (однолинейной схемы).
  2. Отображение журнала событий.
  3. Отображение журнала аварий.
  4. Отображение экрана диагностики (позволяет определить причину неготовности к работе).
  5. Отображение графиков изменения параметров работы оборудования (группа графиков изменения токов в процессе пуска – позволяет проводить комплексную оценку изменение состояния механического оборудования мельницы; графики изменения токов возбуждения и другие параметры, согласованные при составлении технического задания).
  6. Ввод уставок и редактирование параметров.
  7. Сохранение журналов и графиков запуска на съемном USB - накопителе.
  8. Представление дополнительной информации по требованию Заказчика.
TP01.png
Отображение мнемосхемы состояния группы электроприводов.

TP02.png
Отображение мнемосхемы состояния и событий отдельного электропривода.

Графики изменения параметров при пуске можно использовать для качественной оценки работы комплекса оборудования плавного пуска.

На приведённых рисунках показаны графики изменения частоты (скорости) запускаемого привода (отчет по левой оси), напряжения на пусковой секции шин (отчет по правой оси), ток Idc при запуске привода (фазный ток двигателя Iф=Idc*0,817) (отчет по правой оси).

05.03.2015105.03.2015.png

06.03.2015
106.03.2015.png

Спецпредложения

ph_filter_1.jpg

При оснащении преобразователей частоты Delta Electronics сетевыми дросселями 1+1 года гарантии на оборудование!


Партнеры