Привод механизмов собственных нужд. Асинхронные двигатели. Пуск и самозапуск электродвигателей.

Подавляющее большинство механизмов СН электрических станций имеет электрический привод. Выбор рода тока и испол­нение электродвигателей определяется их назначением, ответ­ственностью механизма и местом его установки. С увеличением мощности электрических станций и единичной мощности электро­двигателей СН очень важную роль начинают играть их пуско­вые характеристики и способность сохранять устойчивость работы в аварийных режимах электрической системы. Исходя из этого преимущественное распространение для привода механизмов СН получили асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Эти двигатели конструктивно просты, надежны в экс­плуатации, имеют сравнительно высокий к. п. д. и cos φ, а их пусковые характеристики могут быть согласованы с характери­стиками рабочих машин с помощью глубокопазных двигателей за счет использования двух обмоток на роторе.

Большим преимуществом асинхронных двигателей с коротко-замкнутым ротором является возможность их пуска от полного напряжения сети без специальных пусковых устройств и способ­ность группы электродвигателей восстанавливать нормальный режим работы после глубоких понижений питающего напряже­ния (самозапуск).

При выборе мощности и типа электродвигателя соблюдаются определенные условия. Номинальная мощность электродвига­теля должна быть больше расчетной мощности на валу ме­ханизма; номинальные частоты вращения двигателя и меха­низма должны быть согласованы (с установкой в случае необхо­димости редуктора); развиваемый электродвигателем момент дол­жен обеспечивать повышение частоты вращения механизма до номинальной при допустимом перегреве обмоток.

Возможность успешного пуска определяется совмещением на одном графике характеристик двигателя и механизма. Необходимо, чтобы при нулевых оборотах вращающий момент двигателя был больше момента сопротивления механизма. Установившаяся частота вращения определяется точкой пересечения характеристик. Разность развиваемого двигателем момента и момента сопротивления механизма опреде­ляет динамический (избыточный) момент, от которого зависит время повышения частоты вращения двигателя до номинальной.

При выборе электродвигателей следует учитывать условия внешней среды в месте их установки. В сухих помещениях при­меняют электродвигатели открытого исполнения.

На электрических станциях большей частью приходится уста­навливать электродвигатели закрытого исполнения, которые за­щищены от проникновения в них капель и брызг воды и имеют влагозащищенную изоляцию обмоток.

Для механизмов на открытых площадках (например, открытые дымососные отделения) выбирают закрытые двигатели наружной установки.

Во взрывоопасных помещениях (мазутные насосные, пылезаводы) применяют специальные типы закрытых электродвигателей.

Выбор типа электродвигателя связан также со способом регу­лирования производительности механизмов СН.

Рекомендуется использовать для привода питателей пыли короткозамкнутые асинхронные двигатели с частотным регули­рованием скорости, которая на отдельных пылепитателях при одинаковой их частоте будет отличаться только за счет индивиду­альных отклонений скольжения, что не превышает в рабочем диапазоне частот 1—2 %. При этом способе можно отказаться от разделения электропривода на несколько частей и питать все дви­гатели от одного тиристорного преобразователя частоты, т. е. значительно упростить всю схему питания.

Привод дымососов и вентиляторов центробежного типа осу­ществляется обычно двухскоростньши асинхронными двигателями. Регу­лирование при этом получается ступенчатым, и для достижения нужной производительности в интервале между ступенями при­ходится применять дополнительные средства, например направ­ляющие аппараты. Для привода тягодутьевых машин осевого типа применяют односкоростные двигатели, а производитель­ность изменяют изменением поворота лопастей рабочего колеса или направляющего аппарата.

Рекомендуется внедрение более совершенных и экономичных тиристорных электроприводов с регулированием производитель­ности тягодутьевых машин путем изменения их скорости.

Циркуляционные насосы центробежного типа для ступенча­того регулирования производительности обычно снабжают двухскоростными асинхронными электродвигателями с переключе­нием числа полюсов. Насосы осевого типа снабжают односкоростными асинхронными или синхронными двигателями, а их про­изводительность регулируют поворотом лопастей рабочего колеса.

Для питательных электронасосов используют асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором нормального ис­полнения, поскольку при большом противодавлении достаточно экономичным оказывается дроссельное регулирование производи­тельности и регулирование с помощью гидромуфты.

Большинство механизмов для приготовления и транспорта топлива и почти все подъемно-транспортные устройства имеют практически независимую от частоты вращения механическую характеристику и требуют значительных пусковых моментов. Поэтому для их привода используют асинхронные двигатели с двойной беличьей клеткой на роторе. Для шаровых мельниц с небольшой частотой вращения оказывается выгодной установка тихоходных синхронных двигателей.

Схемы СН КЭС, ТЭЦ.

Надежность электроснабжения собственных нужд электростанций в значительной степени определяется правильностью решений на стадии их проектирования. На действующих станциях аварии, связанные с потерей питания собственных нужд, составляют около 25 % их общего числа на блочных КЭС, более 40 % на КЭС с поперечными связями и 33 % на ТЭЦ. Ремонтные режимы схем СН в случаях аварий оборудования приводят к их полному погашению почти в 4 раза чаще, чем в рабочих режимах, в том числе из-за неправильного действия устройств РЗ и А.

Схемы рабочего и резервного питания собственных нужд должны обеспечить надежную работу отдельных блоков и всей электростанции, а повреждение любого ее узла должно приводить к отключению не более одного блока.

Состав электроприемников собственных нужд и потребляемая ими мощность зависят от типа электростанции (ТЭС или КЭС), вида сжигаемого топлива, единичной мощности агрегатов и т. д. Ориентировочно максимальная нагрузка собственных нужд пылеугольных ТЭС составляет 8 − 14 %, а КЭС 6 − 8 % от установленной мощности. На газомазутных ТЭС эта мощность на 25 − 30 % меньше.

К настоящему времени при проектировании и эксплуатации электростанций и подстанций определены общие принципы построения схем электроснабжения СН, основанные на опыте работы действующих предприятий и выполнении рекомендаций норм технологического проектирования.

Эти принципы сводятся к следующим:

1. Рабочее питание всех видов электроприемников СН, включая и особо ответственные, осуществляют путем отбора мощности на генераторном напряжении главной электрической схемы с помощью понижающих трансформаторов (реакторов). Последние работают раздельно, чем достигается ограничение токов КЗ в сети СН и уменьшение влияния КЗ на сети, подключенные к другим секциям.

2. Для питания электроприемников СН в большинстве случаев используют два уровня напряжения (рис. 4.1): U₁ = 6 − 10 кВ − для питания мощных электродвигателей и U₂ = 0,4 − 0,66 кВ − для питания мелких двигателей, электросветильников и прочей нагрузки. При этом используют принцип последовательной двухступенчатой трансформации. Лишь для СН маломощных ГЭС и подстанций оказывается возможным использовать одно напряжение 380/220 В.

3. Распределительные устройства СН выполняют с одной секционированной системой шин с одним выключателем на присоединение, с использованием ячеек КРУ на всех типах электростанций и ПС.

4. Резервное питание ответственных и неответственных электроприемников СН обеспечивают также отбором мощности от главной электрической схемы при соблюдении условия, что места присоединения цепей резервного питания должны быть независимы от мест присоединения цепей рабочего питания. Для особо ответственных потребителей СН предусматривают дополнительный независимый источник энергии.

Рис. 5.2.3.1. К определению расчетной мощности ТСН

В общем случае схему питания СН выбирают на основе технико-экономических вариантных расчетов. При составлении схем могут варьироваться: значения напряжений , и ; тип, число и мощность трансформаторов рабочего питания; число, мощность и место присоединения трансформаторов резервного питания. От параметров цепей питания СН и уровня напряжения зависят значение расчетного тока КЗ, а следовательно, типы и параметры электрических аппаратов и проводников (кабельной сети). Уровень напряжения влияет, кроме того, на типы и параметры электроприемников − электродвигателей и электросветильников.

Для электроснабжения СН современных отечественных тепловых и атомных электростанций применяют, как правило, напряжения 6 и 0,4 кВ, причем от РУ 6 кВ питают электродвигатели мощностью 200 кВт и более. При распределении электродвигателей между напряжениями 6 и 0,4 кВ учитывают, что: а) двигатели мощностью менее 200кВт на 6 кВ в 1,5 − 2,3 раза дороже двигателей на 0,4 кВ (при прочих одинаковых параметрах); б) применение электродвигателей мощностью более 200 кВт на напряжении 0,4 кВ потребовало бы нерационально больших сечений кабелей.

Схемы сети 6,3 кВ собственных нужд

Схемы электроснабжения установок СН ТЭС должны проектироваться и эксплуатироваться таким образом, чтобы в различных режимах, в том числе и аварийных, обеспечивался определенный уровень надежности работы электростанции. Кроме того, должна быть обеспечена сохранность основного оборудования электростанций (котлов, турбин, генераторов и др.) при аварийном останове. Для обеспечения этих условий принимаются специальные меры. Шины распредустройств 6,3 кВ СН ТЭС секционируются, причем электроснабжение каждой секции осуществляется не менее чем от двух питающих элементов. Ответственные механизмы (механизмы, прекращение работы которых вызывает останов котлов или турбин) выполняются парными; один находится в работе, другой − в так называемом «горячем» резерве, т. е. может быть включен в работу автоматически в случае отказа первого. Питание электродвигателей таких механизмов осуществляется, как правило, от разных секций 6,3 кВ СН Некоторые механизмы оборудуются двухскоростными электродвигателями. Кроме того, электрические схемы СН ТЭС должны обеспечивать самозапуск электродвигателей СН в аварийных режимах, а для приводов механизмов, обеспечивающих сохранность основного оборудования (маслонасосы смазки и уплотнения вала турбин, генераторов и т. п.), − наличие питания от независимого источника (дизель-генератора или аккумуляторной батареи) в режиме полного исчезновения переменного тока на ТЭС.

Необходимая надежность работы СН ТЭС обеспечивается также наличием на всех элементах электрической сети СН устройств релейной защиты (РЗ), отключающих с минимально возможным временем защищаемые элементы при возникновении в них повреждений. Это предотвращает длительное понижение напряжения во всей сети СН в результате КЗ в элементах сети СН (электродвигателях, трансформаторах, кабелях), которое может приводить к затормаживанию неповрежденных электродвигателей и нарушению работы технологического оборудования электростанции. Той же цели служит автоматическое без дополнительной выдержки времени включение резервного питающего элемента (АВР) при отключении рабочего питающего элемента в случае повреждения в питающей сети СН, а также при ошибочном или самопроизвольном отключении этого элемента.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: