- Устройство управления самозапуском асинхронных двигателей усад 5
- Реле самозапуска: назначение и общее применение
- УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ САМОЗАПУСКОМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ (УСАД-5)
- Технические характеристики:
- Средства и способы самозапуска электродвигателей — Самозапуск двигателей напряжением выше 1000 В
- Содержание материала
Устройство управления самозапуском асинхронных двигателей усад 5
УСАД-1: ТУ 3224-005-44914735-00
Устройство управления самозапуском асинхронных электродвигателей
 Устройство обеспечивает как индивидуальный так и поочередно-групповой самозапуск асинхронных электродвигателей, после кратковременного перерыва в электроснабжении не более 5 с. Самозапуск электродвигателей осуществляется замыканием контактов блокирующих кнопку «пуск». Устройство предназначено для применения на предприятиях нефтехимической, нефтегазодобывающей и нефтегазоперерабатывающей промышленности. Устройство УСАД-1 разработано с учетом опыта эксплуатации широко известных устройств Щ23 и отличается повышенной устойчивостью к воздействию коммутационных перенапряжений и климатических факторов окружающей среды. Устройство изготовляется серийно предприятием ОКБ «Автоматизированные системы и приборы» и поставляется по прямым договорам. При необходимости, в согласованные с Заказчиком сроки, возможно проведение пусконаладочных работ, оказание технической помощи и консультации специалистов нашего предприятия. напряжение переменного тока, В 220 (+22/-33) |
Стоимость устройства УСАД-1 приведена в прайс-листе предприятия
При заказе более 30 шт приборов, действует система скидок.
Рис.2 Габариты и установочные размеры УСАД-1.
Реле самозапуска: назначение и общее применение
Реле самозапуска – это полноценное процессорное устройство, необходимое и предназначенное для выполнения автоматического включения, или же повторного пуска, большинства электроустановок после их требуемого отключения, которое было вызванного снижением или полным отключением за счёт имеющегося напряжения питающей сети, а именно перерывом электроснабжения.
Реле самозапуска выполняет регистрацию информации о количестве происходящих аварийных отключений электроэнергии в сети, а также обычных отключений существующего электродвигателя при помощи кнопки «СТОП». Максимальное количество и число регистрируемых отключений – около 300.
Реле самозапуска выполняет регистрацию даты и времени до восьми последних по периоду времени вынужденных аварийных отключений и периодически повторных пусков имеющегося электродвигателя.
Питание реле для выполнения самозапуска производится и осуществляется от запитки сети переменного тока напряжением равным 220 +/-25 В или как вариант от напряжения равного 380 +/-35 В, в частотах 50 +/- 0,5 Гц.
Реле самозапуска предназначено для полноценной работы при температурном режиме окружающей среды от -10 до +40 град. При общей относительной влажности в помещении до 92 %.
Реле самозапуска или же реле повторного пуска, используется для выполнения работы совместно с использованием дистанционного пульта программирования и индикации, который входит в общий комплект поставки по необходимому требованию заказчика и покупателя. С использованием одного пульта можно обслуживать выбранное количество реле.
Короткие замыкания в существующих электросетях и приемниках, а также при других возникающих повреждений, приводящие к моментальному срабатыванию устройств АПВ и АВР.
Которые сопровождаются кратковременным и резким снижением или возможным исчезновением напряжения в сети и на сборных шинах РУ и во всей подводимой и подключенной к ним подсети в течение минимального промежутка времени до 5 секунд. После случившегося, всё напряжение восстанавливается благодаря использованию и применению возобновления питания от имеющегося прежнего (при АПВ) или существующего резервного (при АВР) источника электропитания.
Рассмотрим как вариант процессы, происходящие и появляющиеся в электродвигателях, а именно самозапуск двигателей при появлении кратковременного перерыва в их питании. Так как есть случаи выполнения — самозапуск – (электро) двигателей.
Данный процесс, продолжается у маломощных двигателей минимальные доли секунды, а если применяются крупные двигатели — то у них до 15 секунд, и этот процесс называется «выбегом». На период «выбега» постепенно затухают существующие токи в обмотках электродвигателя, ЭДС, имеющиеся магнитные потоки.
Так как пока они не затухли полностью и окончательно, двигатели на период процесса «выбега» работают как генераторы, расходуя всю запасенную ими электроэнергию вращения на выполнение поддержания в полностью не отключённой от них электросети остаточного и еще полноценного напряжения.
Применение самозапуска при условии наличия мощных синхронных двигателей.
При наличии включенных и мощных синхронных двигателей в период времени затухания остаточного напряжения в электросети. И оно может быть таким же, как и в период времени «выбега» даже до полной остановки работы имеющегося двигателя. Этот процесс приводит к полной или частичной задержке срабатывания реле самовыключения и соответственно выполнения защиты минимального напряжения.
В некоторых вариантах для более четкого и быстрого включения сети и приходится выполнять и использовать реле повторного пуска, не имеющееся реле минимального напряжения, а требуемое реле минимальной задаваемой частоты. Так как оно более четко выполняет свою работу и соответственно срабатывает в процессе «выбега».
Кроме электродвигателей к сборным шинам выполняется подключение, как правило, статических нагрузок. Они дают возможности для ускорения затормаживания двигателей, потребляя большие мощность при появлении остаточного напряжения в сети.
Надежность электроснабжения значительно увеличивается, если выполнить самозапуск двигателей с представленными и приводными механизмами, от которых полноценно зависят вся бесперебойная работа огромного предприятия или определенной установки и соответствующей безопасности обслуживания электросети. Для этого предусматривается выполнять самозапуск.
Самозапуском еще называют восстановление полноценной и нормальной работы всего электродвигателя, и параллельно ответственных механизмов без использования участия персонала по обеспечению работы электросети после появления кратковременного нарушения на некоторых участках электроснабжения.
В момент выполнения восстановления питания все имеющиеся двигатели, и их выключатели которые находятся во включенном положении, и по — этому они начнут выполнять самопроизвольный пуск, или говоря иначе (самозапуск). Часть электродвигателей к представленному моменту остановились, часть еще находится в процессе «выбега».
Ток же сам в несколько раз завышает и соответственно превышает необходимое номинальное значение в электросети. Ранее из — за возможного опасения повреждения, имеющегося электродвигателя возникшими повышенными токами при возможном восстановлении их общего питания. Необходимость выполнять, произведя отключение двигателя в процессе «на выбеге» с помощью устройств защиты имеющих минимальное напряжение. Впоследствии чего было выполнено и на практике доказано допустимость использования и полноценного применения самозапуска.
При другом варианте, не всегда можно выполнить и оставлять включенными для получения самозапуска все имеющиеся электроприемники. Чем большее существующее число имеющихся двигателей участвует в процессе самозапуска, тем больше должна быть сама сеть для возможности выполнения процесса самозапуск асинхронного двигателя, следовательно, и возможно падение напряжения в сетях электропитания, существующего трансформатора и имеющегося реактора.
Самозапуск асинхронного двигателя.
А вот самозапуск асинхронных двигателей, как одного элемента происходит и выполняется с заданной выдержкой периода времени после полноценного или частичного восстановления напряжения в элетросети. Если же осуществляется самозапуск большой и объемной группы двигателей, а иначе говоря — групповой самозапуск. То не стоит и нельзя ни в коем случае включать всю группу одновременно, так как накопленный суммарный пусковой ток данной группы точно приведет к огромному снижению напряжения, при котором все имеющиеся пусковые моменты имеющихся двигателей, окажутся ниже требуемого значения. Который обеспечивает полноценный разгон двигателей до нормальной и прежней частоты вращения.
Так же стоит помнить, что все те двигатели, которые не стоит и только следует включать при выполнении самозапуска, это имеют в своей цепи магнитные пускатели. А он соответственно отключается при исчезновении всего напряжения в сети, так как обесточивается его магнитная катушка и вновь не включается до новой подачи, как вариант автоматической или ручной команды.
УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ САМОЗАПУСКОМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ (УСАД-5)
Устройство УСАД-5 ТУ 3431-001-14064877-2004 обеспечивает как индивидуальный так и поочередно-групповой самозапуск асинхронных электродвигателей, после кратковременного перерыва в электроснабжении, не более 6 с. Устройство предназначено для применения на предприятиях и объектах с непрерывным технологическим циклом производства.
Устройство УСАД-5 разработано с учетом опыта эксплуатации приборов типа КУСЭД и Щ23 и отличается отсутствием реакции на влияние активных и емкостных утечек в кабелях управления , высокой устойчивостью к воздействию коммутационных перенапряжений, меньшими установочными габаритами, удобством, простотой монтажа и подключения (схема подключения полностью аналогична Щ23).
Применение УСАД-5 снижает вероятность пробоя изоляции катушек аппаратов управления, к которым устройство подключается. По заключению ВНИИС Госстандарта России (письмо №101-КС/348 от 03.03.2004 г.), устройство не требует обязательной сертификации в системе ГОСТ Р.
Устройство УСАД-5 изготовляется серийно предприятием поставляется по прямым договорам. При необходимости, в согласованные с Заказчиком сроки, возможно проведение пусконаладочных работ, оказание технической помощи и консультации специалистов нашего предприятия.
Технические характеристики:
- напряжение переменного тока, В = 220(+22/-33)
- частота сети, Гц = 50 (60) ±2,5
- потребляемая мощность, в режиме ожидания перерыва электроснабжения, ВА = 4
- номинальное коммутируемое напряжение, В = до 380
- номинальный ток выходных контактов, А = 10
- устройство обеспечивает выдачу команд на самозапуск при минимальной величине восстанавливающего напряжения сети в диапазоне, В = от 190 до 200
- устройство обеспечивает поочередную выдачу команды на самозапуск после восстановления напряжения питания в моменты времени 0 (+0,5) с., 2, 4, 6, 8, 10 с., с погрешностью не более ±10% от значения уставки.
- устройство не выдает команды на самозапуск выключенного электродвигателя, если длительность сигнала на отключение двигателя превышает, c = 0,3
- устройство обеспечивает в режиме ожидания перерыва электроснабжения контроль готовности осуществления самозапуска без дополнительного оборудования
- количество запускаемых электродвигателей = 1
- устройство устойчиво к воздействию коммутационных перенапряжений амплитудой, В = 620
- степень защиты устройства УСАД-5 = IP 20
- температура окружающей среды, °С = от -20 до +50
- установочные (монтажные) размеры УСАД-5, мм = 220х80
Приборы УСАД-5 успешно эксплуатируется на предприятиях: ОАО «Сибур-Нефтехим» г. Кстово, ОАО «Лукойл-Нижегороднефтеоргсинтез» НОРСИ, ОАО «Куйбышевский НПЗ» г. Самара и других предприятиях.
Средства и способы самозапуска электродвигателей — Самозапуск двигателей напряжением выше 1000 В
Содержание материала
Глава третья
САМОЗАПУСК ДВИГАТЕЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1000 В
Широкое применение сетевой автоматики (АПВ и АВР) в системах электроснабжения современных промышленных предприятий позволило существенно сократить длительность перерывов питания приемников электрической энергии, сделать перерывы питания кратковременными, находящимися обычно в пределах 0,5 — 5,0 с. Это в какой-то мере повысило надежность бесперебойного снабжения электрической энергией промышленных потребителей, но и, в свою очередь, поставило ряд задач, требующих теоретического и практического решений.
Наиболее сложной и эффективной из них явилась задача самозапуска двигателей, суть которой заключается в том, что на промышленных предприятиях отказались от необоснованного массового отключения двигателей при кратковременных исчезновениях (глубоких понижениях) напряжения в питающей сети и при его восстановлении, чем во многих случаях предотвращается нарушение технологического процесса и повышается надежность электроснабжения промышленных предприятий.
Самозапуск двигателей особенно важен для промышленных установок, в которых остановка механизмов сопряжена с длительным расстройством технологического процесса, опасностью для жизни людей и большим материальным ущербом. К таким установкам, прежде всего, можно отнести вентиляционные и насосные агрегаты шахт, весь комплекс химических и нефтехимических заводов, нефтедобывающие установки и др.
Однако самозапуск целесообразен и для менее ответственных установок, остановка которых приводит к экономическому ущербу, некоторому ухудшению безопасности. Такое положение объясняется тем, что при внезапной остановке электродвигателей большинства технологических машин, механизмов и установок, при отсутствии самозапуска длительность простоя во много раз превышает длительность нарушения электроснабжения. Это связано с рядом организационно-технических шагов и действий, которые необходимы при восстановлении нормального технологического процесса производства.
Указанная постановка вопроса значительно расширяет область применения самозапуска и позволяет выделить обеспеченность этих режимов в отдельно стоящую проблему. Несмотря на то, что решением этой проблемы занимаются ведущие предприятия нашей страны: ГПИ «Тяжпромэлектропроект», ГНАЛ, трест Энергочермет, п/о «Союзхимпромэнерго», ВНИИЭ, МЭИ и др., которые проводят большую методическую и практическую работу по обеспечению самозапуска ряда механизмов, нельзя сказать о полной обеспеченности самозапуска двигателей. Связано это, как нам думается, с тем, что до сих пор отсутствует предприятие, организация или министерство, в прямые обязанности которого были бы внесены эти вопросы. Необходимо объединить большой накопленный опыт и вынести решение проблемы самозапуска двигателей на промышленных предприятиях на стадию внедрения в производство.
Считают, что при применении быстродействующей защиты исключается надобность в защите минимального напряжения. В этом случае практически все двигатели сохраняются в работе и отпадает необходимость отключения части из них. Это относится и к случаю, когда общее время бестоковой паузы не превышает 0, 2 — 0, 4 с при работе автоматических устройств АПВ и АВР.
Многочисленными исследованиями подтверждено, что самозапуск асинхронных двигателей с КЗ ротором, как индивидуальный, так и групповой, не вызывает особых трудностей.
Однако, несмотря на данную апробацию в системах собственных нужд электрических станций, режимы самозапуска до сих пор не нашли инженерного аналитического решения. Это объясняется тем, что продолжительность самозапуска двигателей во многом зависит от особенностей самих двигателей, приводимых механизмов, типа котлов и вида используемого топлива, а также от схем первичных соединений источников питания. Учет всех перечисленных факторов в процессе выбега и самозапуска очень затруднителен, а обобщение тех или иных параметров вносит в расчеты существенную погрешность, поэтому, как правило, обязательно проводится экспериментальная проверка обеспеченности самозапуска двигателей собственных нужд для каждой электрической станции.
Примерно такие же факторы накладываются на режим самозапуска и на промышленных предприятиях, причем анализ режимов даже усложнен из-за наличия параллельно включенных синхронных двигателей и батарей статических конденсаторов. Но, несмотря на сложные аналитические решения, самозапуск асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором обеспечивается, в ряде случаев, только настройкой релейной защиты и автоматики.
Большой интерес представляет самозапуск асинхронных двигателей с фазным ротором, поскольку они не рассчитаны на пуск от полного напряжения сети с выведенным реостатом. Однако, из практики эксплуатации известны случаи успешного применения прямого пуска асинхронных двигателей с фазным ротором и наоборот, когда пуск двигателей без реостата в цепи ротора происходит в тяжелых условиях или же вообще невозможен.
Двигатели с фазным ротором широко применяются в металлургии, химии и других отраслях промышленности. В США, например, эти двигатели используются на электрических станциях в качестве привода вентиляторов и дымососов для повышения их к.п.д.
Поскольку такие двигатели обычно имеют ослабленное крепление лобовых частей обмоток ротора и статора, то самозапуск с замкнутыми кольцами может быть применен крайне редко и, как правило, требуется дополнительное усиление этих креплений, а вероятность включения в противофазу выбегающего двигателя вынуждает устанавливать время бестоковой паузы не менее 1 с.
В связи с изложенным нами выше была поставлена задача разработки таких способов обеспечения самозапуска синхронных двигателей, которые бы позволили практически решить эту проблему.
Все высоковольтные СД по техническим условиям их эксплуатации при ограничении на нагрев демпферной пусковой обмотки допускают один пуск из горячего состояния или два пуска с интервалами до нескольких минут из холодного состояния. Отсюда следует более высокие по сравнению с АД требования к проведению процесса самозапуска СД, так как в случае его срыва последующий пуск двигателя возможен только после полного охлаждения обмоток в течение длительного времени.
Процесс самозапуска СД включает не только разгон под действием асинхронного момента обмоток демпферной и возбуждения, но и синхронизацию с момента подачи постоянного напряжения возбуждения. Процессу самозапуска предшествует гашение магнитного поля обмотки возбуждения с целью ограничения ударных токов и момента при повторном включении (как исключение, гашения поля можно не производить при большом сопротивлении сети) [3, 13, 17]. Проведение этапов самозапуска не требуется для двигателей, не выпавших из синхронизма. Средством удержания СД в синхронизме является форсировка напряжения возбуждения [3, 17, I8]. Допустимое, по условию невыпадения из синхронизма двигателя, время нарушения питания зависит от электромеханической постоянной времени Tj привода и сопротивления сети или напряжения сети в процессе самозапуска (рис. 3.1) [13] .
Рис. 3.1. Зависимость допустимого времени отключения близкого короткого замыкания быстродействующей защитой, при котором сохраняется устойчивая работа номинально загруженного СД от сопротивления сети Хс и постоянной времени агрегата Td.
Способ проведения процесса самозапуска определяется прежде всего механическими характеристиками двигателя. Эксплуатируемые в промышленности СД обладают значениями пускового момента, от которого зависит успешность разгона двигателя, при замкнутой на активное сопротивление обмотке возбуждения и входного момента, определяющего синхронизирующие свойства СД, при скольжении 0,05 и замкнутой накоротко обмотке возбуждения, большими или меньшими номинального. Как правило, большие номинального значения моментов имеют быстроходные неявно полюсные двигатели типов СТД, СМ, СДС, СДН и др., меньшие номинального — тихоходные явнополюсные (с числом пар полюсов более 5+6) двигатели типов ДСК, СДК, СДК2, СДМ и др. [13, 17]. В связи с неблагоприятными характеристиками (пониженными значениями) асинхронного момента самозапуск тихоходных СД наиболее сложен [3, 13, 14].
Среди способов управления разгоном и синхронизацией при самозапуске СД в настоящее время для практического применения предпочтительными являются способы, основанные на управлении по цепи обмотки возбуждения в функции угла Θ двигателя, равного углу
между магнитными полями статора и ротора или продольной осью обмотки возбуждения [14, 15, 16]. В проблеме самозапуска тихоходных СД под нагрузкой с применением управлений по цепи обмотки возбуждения имеется ряд неиспользованных вопросов, что сдерживает его внедрение в промышленность. Среди них прежде всего — определение и техническая реализация управлений, при которых двигателем развивается максимальный электромагнитный момент во всем рабочем диапазоне скольжений. Недостаточность входного момента создает трудности в обеспечении вхождения двигателя в синхронизм под нагрузкой. Практика самозапуска СД требует при реализации управлений использовать устройства измерения угла Θ способом, исключающем подсоединение к валу привода. Важна также организация управления возбуждением СД с целью удержания его в синхронизме, а для выпавшего из синхронизма необходимо наиболее быстрое гашение поля обмотки возбуждения с целью сокращения времени перерыва питания. Поэтому необходима разработка новых способов и технических средств самозапуска СД под нагрузкой.
