Устройства плавного пуска высоковольтных электродвигателей

Устройства плавного пуска высоковольтных (6 и 10кВ) электродвигателей применяются для обеспечения плавного пуска и останова асинхронных и синхронных двигателей с целью исключения динамических ударов и ограничения тока в обмотках. Плавный пуск достигается за счет формирования заданного темпа нарастания тока двигателя от нуля до номинального значения.

Технические характеристики УППВЭ:

• пределы ограничения пускового тока (1–4) I ном. двигателя;
• пределы регулирования времени пуска двигателя 5–90 с.;
• перегрузочные характеристики УППВЭ, определяющие допустимое значение пускового тока двигателя в зависимости от времени пуска при наибольшей температуре окружающей среды +40°С в соответствии с рис. 1.

Принцип действия.

В настоящее время в мировой практике используются два алгоритма управления устройства плавного пуска: разгон по заданной пользователем диаграмме напряжения или тока в функции времени. В устройствах УППВЭ применяется последний, как наиболее надежный и простой способ технической реализации, не требующий установки сложных и габаритных датчиков напряжения.

В устройствах УППВЭ, так же, как и в аналогичных устройствах ведущих зарубежных фирм, различаются два основных вида нагрузки — легкая и высокоинерционная. Легкой нагрузкой являются пуски насосов, вентиляторов и т. п., для которых рекомендуют пусковые диаграммы с начальным скачком напряжения до 30% и максимальным ограничением тока до 300%, а время разгона — около 5 с (кривая 1 на рис. 3, а, б). Высокоинерционной нагрузкой являются центрифуги, крупные вентиляторные установки и т. п., для которых рекомендуют пусковые диаграммы с начальным скачком напряжения до 50% и ограничением тока до 400% при времени разгона около 20 с (кривая 2 на рис. 3, а, б). Предлагаются также более сложные диаграммы управления с увеличением времени пуска до 30 с и более.

Кроме управления пуском, в устройствах УППВЭ возможно по желанию заказчика, предусмотреть управление торможением различных механизмов, например насосов. Это осуществляется путем снижения напряжения, подаваемого на двигатель, с заданным темпом. При этом скорость вращения двигателя соответственно уменьшается (рис. 4). Выбирая определенное время торможения в насосных установках (15–30 с), добиваются исключения гидравлического удара и быстрого прекращения тока через двигатель после закрытия обратного клапана насоса. Это осуществляется снятием напряжения в конце торможения. В результате ток через двигатель прекращается почти сразу после закрытия обратного клапана.

УППВЭ позволяет:

значительно уменьшить:
— пусковой ток двигателя с возможностью формирования по требуемой характеристике;
— провалы напряжения сети при пуске двигателей в сетях с ограниченной мощностью;
— электродинамические усилия на обмотки двигателя и ударные механические воздействия на приводные механизмы при пуске;

снять ограничения по числу пусков двигателя и, тем самым, рационально и экономично использовать оборудование с учетом, как технологических потребностей, так и суточного графика тарифов на электроэнергию, а также удлинить межремонтные промежутки оборудования;

осуществлять управление торможением двигателя.

Это обеспечивает продление срока службы двигателей и вращаемых ими механизмов, повышение надежности их работы и сокращение потребления электроэнергии за счет возможности отключения оборудования на время его непроизводительного использования с последующим включением.

Отличия от конкурентов:

1. Наличие в шкафу силовой защитной аппаратуры позволяет исключить вводную высоковольтную ячейку, что уменьшает габариты устройства по сравнению с аналогичными устройствами. Шкаф УППВЭ содержит модульные высоковольтные выкатные тиристорные блоки с устройствами защиты от перенапряжений, вакуумный выключатель, два разъединителя (на входе и выходе), терминалы управления и защиты, датчики тока.
   Кроме этого, имеется исполнение шкафа УППВЭ без выключателя со встроенным контактором для создания «безопасной» схемы.
2. Простота в обслуживании и изготовлении устройств на различные напряжения: 3; 6; 10 кВ обеспечивающиеся модульной системой УППВЭ. Модульные выкатные тиристорные блоки выполнены на охладителях из стандартного алюминиевого профиля. Конструкция модульных блоков позволяет исключить возможность КЗ, которое может вызвать пробой тиристоров.
3. Исключение влияние помех и выдачи недостаточной для включения длительности импульсов (подачу на тиристор части импульса управления), что особенно важно при последовательном включении приборов и обеспечивается системой формирования управляющих импульсов, подаваемых на тиристоры,
4. Возможность последовательного группового пуска до 10 электродвигателей и более низкую стоимость по сравнению с импортными аналогами.
5. Возможность построения систем АСУТП посредством связи устройства УППВЭ с верхним уровнем по каналу RS-485 через контроллер, встроенный в шкаф автоматики с различными алгоритмами запуска и постоянной диагностике процессов.

Технические данные

Параметры		Состав УППВЭ
Номинальное напряжение двигателей, кВ	6; 10; (3)*	шкаф УППВЭ; пульт управления ПУ; шкаф автоматики ША; высоковольтные камеры КСО-299 с вакуумным контактором.
Диапазон мощностей двигателей, МВт	0,2–12,5
Пределы ограничения пускового тока	(1 -4) Iном.дв.
Напряжение питания цепей управления, трехфазное, В	100,380
Регулируемое время пуска, с	5…60
Степень защиты	IP 20
Климатическое исполнение	УХЛ4, 04
Габаритные размеры шкафа Ш х В х Г, мм	1500×2385(2152)*х1340
Масса, кг	600 н-1200

стройства УППВЭ при помощи программного управления позволяют заказчику осуществлять формирование требуемых пусковых диаграмм тока.

Комплект поставки определяется заказчиком в зависимости от функционального назначения и предусматривает различные исполнения:

• для пуска одиночного двигателя;
• для пуска группы двигателей.

Управление пуском единичного электродвигателя осуществляется со встроенного в шкафу УППВЭ пульта управления. Запуск группы электродвигателей производится от пульта управления оператора, содержащего мнемосхему, специализированный контроллер и приборы.