Энергосовет - энергосбережение и энергоэффективность

НП "Энергоэффективный город" представляет портал "Энергосовет" - всё об энергосбережении в интернете

Еще по теме Экономия электрической энергии

Способы пуска дополнительных насосов в установках повышения давления

страница 2 из 3

Cтраницы: << предыдущая | 1 | 2 | 3 | следующая >>

0-t1 – время пуска по схеме «звезда»; t1-t2 – время полного останова насоса; t2-t3 –  время начала пуска насоса при включении обмоток по схеме «треугольник» после его полного останова; t3-t4 – время прямого пуска насоса по схеме «треугольник»

После разгона насоса при включении обмоток электродвигателя по схеме «звезда» через время Тзвезда происходит их отключение от сети питающего напряжения и через время Тпаузы - подключение к сети по схеме «треугольник». Время Тпаузы обеспечивает уменьшение размагничивающего тока ротора при «самовыбеге» насоса (S<0 – рис.4) и насыщение железа статора. При сокращении Тпаузы степень насыщения железа статора и, как следствие, индуктивное сопротивление его обмотки снижается, что приводит к значительным броскам тока в сети питающего напряжения при подключении двигателя по схеме «треугольник» [3].

Состояние электродвигателя, определяемое значением скольжения S=0, является неустойчивым [3]: при отключении обмоток от сети питающего напряжения он переходит из состояния S=0 в состояние S=1, минуя промежуточные состояния (рис. 4). Поскольку время останова нагруженного насоса при включении обмоток по схеме «звезда» tост = t2-t1 весьма мало, практически невозможно обеспечить условие его «безударного» пуска при переключении обмоток в течение t2< Тпаузы < t1 без разумных аппаратных затрат.

В соответствие с этим, переключение обмоток при  приводит к останову нагруженного электродвигателя в течение времени t2≤  Тпаузы ≤  t3, при этом S стремится к 1, а его скольжение в течение времени Тпуска = t4-t3 ≤0,06 секунд изменяется от значения S=1 до S=Sном. Момент вращения при этом изменяется от М0 Δ до Мном через значение Ммакс (рис.4), тем самым при Тпуска→0 в сети возникает гидроудар.

Пуск насоса с переключением обмоток эффективен лишь в том случае, когда его удается разогнать при включении обмоток по схеме «звезда» до значения , и вывести на устойчивый участок механической характеристики с тем, чтобы пуск двигателя после переключения обмоток в схему «треугольник» происходил от значения SΔ<Sкр для исключения гидроудара. Вполне очевидно, что это условие выполнимо только при ненагруженном электродвигателе (М сопротивления << М вращения), что противоречит условию равенства моментов нагруженного двигателя.

Таким образом, пуск насоса с переключением обмоток электродвигателя из схемы «звезда» в схему «треугольник» является неэффективным средством снижения бросков тока в сети питающего напряжения и гидроударов в напорной магистрали.

3. Пуск насосов от устройства плавного пуска

Производится также с понижением питающего напряжения с последующим его увеличением до номинального значения, однако, в отличие от пуска по схеме «звезда-треугольник», ток статора электродвигателя ограничивается при этом значением (2-3)Iном.

На рис. 5а приведена структура системы управления с одним ПЧ и УПП для каждого насоса, на рис. 5б – с одним ПЧ и одним УПП для группы насосов.

Преимуществом данного способа является обеспечение плавного пуска каждого насоса, что позволяет избежать гидроудары, а также броски тока в сети питающего напряжения.

 





                          а)                                                                                           б)

Рис.5. Структурная схема пуска дополнительных насосов с использованием ПЧ и софтстартера

Основные недостатки

схемы рис. 5а:

- аппаратная избыточность, повышающая стоимость системы управления;

- потеря функции частотного регулирования системы управления  при отказе насоса, работающего от ПЧ;

- снижение показателей надежности за счет увеличения количества УПП;

- невозможность резервирования отказа УПП;

- невозможность реализации схемы автоматического чередования всех насосов для обеспечения равномерности выработки их ресурса.

схемы рис. 5б:

- увеличение элементов коммутации насосов, снижающее надежность системы управления;

- отсутствие защиты ПЧ от замыкания его выходных ключей на сеть питающего напряжения, являющегося критичным условием отказа преобразователя.

Общие недостатки схем 5а, 5б:

- перегрев обмоток электродвигателей при пуске с повышенным скольжением из-за снижения момента вращения, а также из-за несинусоидальности питающего напряжения [3];

- ограничение количества пусков дополнительных насосов. Так, например, устройства плавного пуска мощностью более 4 кВт обеспечивают не более 20 пусков дополнительных насосов в час длительностью пуска 6-8 секунд из-за перегрева тиристорных ключей. Таким образом, схема 4а позволяет реализовать не более 30 пусков, схема 5б – не более 15 пусков дополнительных насосов в течение часа. При времени пуска первого дополнительного насоса 16-18 секунд, останова первого насоса 12-16  секунд количество пусков и остановов  каждого дополнительного насоса может превышать 120 циклов в час при работе системы повышения давления в неустойчивых зонах характеристик [1].

Плавный останов каждого насос от УПП еще более сократит количество циклов пуска каждого насоса в течение часа.

Таким образом, применение УПП в схеме управления приводит к ухудшению точности поддержания давления в напорной магистрали, что, с одной стороны, приводит к потерям передавливания из-за повышения напора [1], с другой стороны – к нежелательному снижению напора в диктующих точках.

4. Пуск каждого дополнительного насоса от преобразователя частоты

Преимуществом данного способа является возможность плавного пуска каждого насоса, обеспечивающего отсутствие бросков тока в сетях питающего напряжения и гидроударов в напорных магистралях.

При реализации данного способа пуска удается минимизировать аппаратные затраты в системах управления, обеспечить равномерную выработку ресурса всех насосов, а также функциональное резервирование преобразователя частоты при его отказе прямым пуском и остановом насосов по уровню давления в напорной магистрали.

Структура системы коммутации насосов для схемы управления с одним ПЧ представлена на рис.6.

Рис. 6. Структура системы коммутации насосов с одним ПЧ в схеме управления

Сложность реализации данного способа состоит в том, что пуск каждого дополнительного насоса от преобразователя частоты (ПЧ) для схем управления с количеством ПЧ меньше количества насосов возможен только после переключения регулируемого преобразователем насоса к сети питающего напряжения.

Таким образом, для реализации данного способа пуска насосов необходимо решить две задачи:

а) переключение насоса, управляемого преобразователем частоты, к сети питающего напряжения;

б) пуск следующего по приоритету насоса от преобразователя частоты.

Механическая М=М(S) и электромеханическая I1=I1(S) характеристики электродвигателя насоса при переключении от ПЧ к сети питающего напряжения представлены на рис. 7.

Вращение насоса преобразователем частоты перед подключением к сети производится с номинальными значениями частоты вращения nном, момента Мном при номинальном значении скольжения Sном. При отключении обмоток электродвигателя от преобразователя частоты в момент времени коммутации tк двигатель переходит в генераторный режим, его скольжение изменяет знак и принимает значение -1 < -Sк < -Sкр.

Величина скольжения Sк<0 в генераторном режиме при отключении питающего напряжения ПЧ зависит от инерционности электродвигателя и насоса, определяемой массой и диаметром ротора электродвигателя и рабочего колеса насоса [3]. Очевидно, чем мощнее и, соответственно, инерционнее электродвигатель и насос, тем ближе точка Sк приближается к значению -1, и тем больше интервал времени полного останова насоса tа, tб (рис.7).

Ток ротора оказывает размагничивающее влияние на обмотку статора [2], поэтому при подключении электродвигателя насоса к сети питающего напряжения без выдержки времени после отключения от ПЧ в генераторном режиме при S<0 возможен бросок тока до значения I1макс > I1кз (рис.7).

Cтраницы: << предыдущая | 1 | 2 | 3 | следующая >>

печатьраспечатать | скачать бесплатно Способы пуска дополнительных насосов в установках повышения давления (страница 2 из 3), Каргин С.А. , Источник: ЭнергоСовет.ру,
www.energosovet.ru

скачать архив скачать архив.zip(491 кБт)


Rambler's Top100

Авторские права на размещенные материалы принадлежат авторам
Тел.(495) 360-76-40 E-mail:
© Портал ЭнергоСовет.ru - энергосбережение, энергоэффективность, энергосберегающие технологии 2006-2019
Возрастная категория Интернет-сайта 18 +
реклама | карта сайта | о проекте | контакты | правила использования статей