Ственн

Системы плавного пуска

На базе устройств серии ШПТУ разработаны и успешно эксплуатируются СИСТЕМЫ для реализации на объекте схемы плавного пуска любого количества двигателей/трансформаторов от одного или нескольких устройств ШПТУ.

В состав систем, помимо ШПТУ, входит дополнительное оборудование разработки и изготовления ООО НПП "ЭКРА":

- шкафы с коммутационной аппаратурой ШПКА, имеющими в их составе два или один высоковольтный вакуумный выключатель/контактор выкатного исполнения со шторочными механизмами;

- шкафы ввода ШВ, с предохранителями или без них;

- шкафы управления ШУ разной модификации, в зависимости от вида системы, в состав которых могут входить: контроллер, панельный компьютер, релейная аппаратура и т.п.;

- программно-технический комплекс автоматизированной системы мониторинга и управления (ПТК АСМиУ) или пульт управления.

Также по желанию заказчика в состав систем может входить любое другое оборудование сторонних производителей: ячейки типа КРУ, КСО, реакторы, блочно-модульные здания и т.п. (см. нижеприведённую таблицу).

Виды систем:

- система плавного пуска (СПП) одного или автоматизированного процесса последовательных пусков группы асинхронных и синхронных высоковольтных двигателей;

- система плавного включения (СПВ) трансформаторов, без броска тока намагничивания.

Состав поставки СИСТЕМЫ:

Наименование оборудования

СИСТЕМА на базе ШПТУ

СИСТЕМА на базе ШПТУ-ВИ

Устройство ШПТУ

Типоисполнение и количество - по заказу

Устройство ШПТУ-ВИ

Типоисполнение и количество - по заказу

Шкаф с коммутационной аппаратурой ШПКА с вакуумными контакторами (КВТ или Toshiba) либо с вакуумными выключателями

Типоисполнение и количество - по заказу

Реактор токоограничивающий

по заказу

Реактор сглаживающий

по заказу

Шкаф ввода с предохранителями ШВ

по заказу

Шкаф управления ШУ

Типоисполнение зависит от количества двигателей/ трансформаторов и ШПТУ

Типоисполнение зависит от количества двигателей и ШПТУ

Программно-технический комплекс автоматизированной системы мониторинга и управления (ПТК АСМиУ) или пульт управления

по заказу

Дополнительное оборудование (шкафы автоматики и управления и т.п.)

по заказу

Ячейки типа КРУ и КСО

по заказу

Подключения ШПТУ к секциям шин питающего напряжения осуществляется стандартными высоковольтными ячейками с выключателями и комплектом защит. Подключение ШПТУ к запускаемым двигателям/трансформаторам на время плавного пуска/включения осуществляется устройствами типа ШПКА, либо стандартными высоковольтными ячейками.

СИСТЕМА для пуска высоковольтных двигателей мощностью выше 5 МВт может оснащаться дифференциальной защитой.

рис.1 Система плавного пуска

Оборудование СИСТЕМ предназначено для размещения в закрытом помещении высоковольтного распределительного устройства (ЗРУ), или для наружной установки в блок-контейнерном (модульном) здании с системой поддержания рабочей температуры.

Функциональные характеристики СИСТЕМЫ:

- диагностика состояния элементов СИСТЕМЫ (высоковольтных коммутационных аппаратов, двигателей, агрегатов и др.);

- мониторинг состояния устройств ШПТУ, их элементов и взаимодействие с ними (команды управления, параметры пуска);

- мониторинг действующих значений фазных токов и линейных напряжений пуска;

- мониторинг мгновенных значений фазных токов и линейных напряжений аварийных пусков;

- интегрирование СИСТЕМЫ в состав АСУ ТП верхнего уровня.

Условия эксплуатации оборудования систем

Диапазон рабочих температур окружающего воздуха, °С 1 - 45 Верхнее рабочее значение относительной влажности не более 80 % при 25°С (без конденсации влаги) Высота над уровнем моря не более 1000 м Атмосферное давление, мм рт. ст. от 650 до 800 Тип атмосферы по ГОСТ 15150-69 II промышленная Рабочее положение вертикальное, с отклонением не более 5 градусов в любую сторону

рис. 2 Типовая структура СИСТЕМЫ плавного пуска с резервированием ШПТУ для запуска 3 высоковольтных двигателей

Устройства плавного пуска серии ШПТУ разработки НПП "ЭКРА" представляют собой тиристорные преобразователи, выполненные по схеме регулятора напряжения с фазовым управлением типа ШПТУ или преобразователя частоты с управляемым выпрямителем и зависимым инвертором тока типа ШПТУ-ВИ. Предназначены для плавного пуска синхронных и асинхронных двигателей среднего напряжения (3-15) кВ и мощностью до 17 МВт. Устройства так же позволяют выполнять плавное, без броска тока намагничивания, включение в сеть трансформаторов мощностью до 100 МВА с напряжением включаемой обмотки до 15 кВ. При этом, пусковой ток трансформатора не превышает номинального значения тока холостого хода.

рис. 3 Внешний вид ШПТУ

Устройства плавного пуска серии ШПТУ обеспечивают возможность регулирования величины и скорости нарастания пускового тока, позволяют осуществлять пуск двигателей и трансформаторов от источников ограниченной мощности. Благодаря этому обеспечивается надежная работа агрегатов, продлеваются сроки эксплуатации оборудования, снимаются ограничения на число пусков двигателя, позволяя рационально использовать оборудование и экономить электроэнергию.

Режим работы ШПТУ повторно-кратковременный с временем непрерывной работы 90+/-5 сек. при трёхкратной величине пусковых токов от номинального значения типоисполнения ШПТУ с последующей паузой не менее 10 мин. (3 пуска подряд с временем пуска до 30 сек.). При меньшей величине пусковых токов время непрерывной работы ШПТУ увеличивается на величину кратности 3Iн/Iпуск.

Устройства ШПТУ-ВИ позволяют осуществлять частотный пуск двигателей с пусковыми токами не более номинального значения двигателя для механизмов с "вентиляторной" нагрузкой и не более 1,2 от номинального значения для механизмов с большим статическим моментом.

Модификация ШПТУ-ВИ типоисполнения ШПТУ-ВИР предназначена для длительной работы с регулированием частоты вращения двигателей (см. раздел Преобразователи частоты для электродвигателей напряжением 3-10 кВ).

Максимальный набор функциональных возможностей системы управления (СУ) ШПТУ, облегчающих процесс эксплуатации:

функция задания произвольной формы пускового тока с количеством участков до 10 включительно для оптимальной настройки;
функция вывода в аналоговом в виде до 4-х переменных СУ, позволяющая производить наладку при помощи осциллографа;
функция регистратора мгновенных событий, работающая совместно с программно-техническим комплексом "Автоматизированная система мониторинга и управления" (ПТК "АСМиУ"): объем регистратора 2000 мгновенных событий, каждое событие имеет метку даты и времени с точностью до 1 мс;
функция регистратора исторических событий: 30 штатных и 30 аварийных событий:
- информация о каждом пуске (хронология процесса пуска с точностью до мс: дата и время начала, продолжительность, значение параметров);
- состояние элементов устройства;
- состояние защит при возникновении аварийной ситуации;
- графики действующих значений токов и линейных напряжений в процессе пуска;
- графики мгновенных значений токов и линейных напряжений, а также другие переменные СУ (сигналы регуляторов тока, системы импульсно-фазового управления и т.п.);
функция регистратора архивных событий, позволяющая отследить состояние элементов и защит устройства, не связанных с процессом пуска: объем регистратора - 30 календарных дней, каждое событие имеет метку даты и времени с точностью до 1 мс;
функция парольной системы ограничения по группам доступа;
функция просмотра и изменения параметров;
режимы тестирования для проверки устройства в режиме контрольного опробования;
набор аппаратных интерфейсных каналов связи: 3 канала RS485/RS232 с изоляцией 5 кВ, 1 канал Ethernet с изоляцией от 500 В до 2,5 кВ в зависимости от способа применения; другие аппаратные каналы связи (по согласованию с Заказчиком);
набор протоколов связи: программные протоколы ModBus RTU, ModBus ACSII (опция), ModBus TCP/IP, UDP (опция); аппаратно-программные протоколы ProfiBus (опция), CANOpen (опция), DeviceNet (опция); другие программные протоколы связи (по согласованию с Заказчиком);
работа совместно с ПТК "АСМиУ";
реализация в устройстве ШПТУ функций ШПКУ СИСТЕМЫ, включающей до 4-х двигателей;
самодиагностика:
- неисправность СУ и внутренних источников питания;
- неисправность силовой части до и после пуска.
защиты:
- максимально-токовая защита (обладает высшим приоритетом);
- перегрузка по току (время-токовая защита);
- затянувшийся пуск (превышение заданного времени пуска);
- асимметрия по токам (дисбаланс токов);
- неполнофазный режим (потеря фазы);
- неправильная последовательность фаз;
- дуговая защита;
- повышенное силовое напряжение;
- пониженное силовое напряжение;
- защита от работы в недопустимых температурных режимах (опция);
- защита от превышения допустимого уровня влажности (опция);
- внешняя неисправность (отдельный вход);
- защита от открывания дверей высоковольтных секций шкафа.

Достоинства устройств ШПТУ:

безопасность обслуживающего персонала персонала:

блокировка дверей секций высокого напряжения,
контроль положений выкатных силовых блоков,
наличие шторочного механизма, исключающего прикосновение к высоковольтным токоведущим частям устройства, находящимся под напряжением, и др.;

удобство работы в виду наличия сенсорной панели пульта управления;
обеспечение максимальной оперативности при проведении профилактических и ремонтных работ благодаря выкатной конструкции силовых блоков;
высокая надежность, основанная на использовании передовых технических решений и применении комплектующих лучших мировых производителей;
максимальный набор функциональных возможностей;
увеличенная информационность.

По электромагнитной совместимости устройство ШПТУ удовлетворяет требованиям эксплуатации в условиях окружающей среды группы "А" по ГОСТ Р 51317.6.2-2006 (устойчивость к электромагнитным помехам технических средств, применяемых в промышленных зонах). Электрическая изоляция силовых цепей устройств ШПТУ соответствует ГОСТ 1516.3 96 и выдерживает испытательное напряжение переменного тока частотой 50 Гц 32 или 42 кВ для ШПТУ с номинальным напряжением главных цепей 6 или 10 кВ соответственно.

Основные параметры устройств ШПТУ

Номинальное напряжение главных цепей, кВ 3, 6, 10, 15 Номинальный ток главных цепей, А 120, 250, 450, 600, 930, 1100 Напряжение системы управления, В 220 +/- 20% переменного или постоянного тока Напряжение цепей охлаждения 220 +/- 20% переменного тока Степень защиты по ГОСТ 14254-96 IP20 ( или другая по заказу) Механическое исполнение по ГОСТ 17516.1-90 М39 Стойкость к воздействию землетрясений 9 баллов по MSK-64 Габаритные размеры, ВхДхГ, мм

2000х1200х1000 или 2000х1800х1200,

в зависимости от номинального тока главных цепей

Охлаждение воздушное, принудительное

Шкаф серии ШУ с контроллером управления:

ШУ предназначен для управления элементами СИСТЕМЫ и их контроля во всех режимах работы, диспетчеризацией действий элементов СИСТЕМЫ в процессе пуска. ШУ выполнен с применением промышленного контроллера разработки ООО НПП "ЭКРА" (терминал системы управления), и позволяет реализовать многофункциональное устройство с гибким алгоритмом управления.

рис.4 Внешний вид ШУ

Основные функции ШУ:

управление элементами СИСТЕМЫ (дискретное управление высоковольтными ячейками, управление устройствами ШПТУ по каналу связи RS-485 и т.п.);
мониторинг состояния элементов СИСТЕМЫ;
взаимодействие с ПТК АСМиУ по проводному каналу связи Ethernet или RS-485;
взаимодействие с АСУ верхнего уровня при помощи дискретных сигналов и по каналам связи.

По электромагнитной совместимости ШУ удовлетворяет требованиям ГОСТ Р 51317.6.5-2006 (устойчивость к электромагнитным помехам технических средств, применяемых на электростанциях и подстанциях).

Основные параметры устройств ШУ

Номинальное напряжение, В 220+/-20% переменного или постоянного тока, с частотой 50Гц Потребляемая мощность, кВт не более 1 Напряжение цепей управления, В 110, 220 (+10%, -15%) переменного или постоянного тока Масса шкафа, кг

количество запускаемых двигателей от 4 до 6

не более 200

количество запускаемых двигателей от 7 до 10

не более 250 Габаритные размеры (ВхДхГ), мм:

количество запускаемых двигателей от 4 до 6

2200х600х400

количество запускаемых двигателей от 7 до 10

2200х1000х400 Степень защиты по ГОСТ 14254-96

IP40,

IP51 и др. - по заказу

Шкафы пусковые коммутационного оборудования - предназначены для подключения запускаемых агрегатов к выходу пускового устройства на время плавного пуска.

В шкафу установлены, в изолированных друг от друга вертикальных отсеках, два (один) высоковольтных контактора или вакуумных выключателя на выдвижных малогабаритных тележках с использованием самоцентрирующихся силовых контактов типа "тюльпан". между коммутационным аппаратом и высоковольтными проводниками находятся изолирующие шторки, которые отделяют пространство коммутационного элемента от пространства высоковольтных проводников. высоковольтное и низковольтное оборудование разделено металлическими внутренними стенками шкафа. Вводвывод силовых шин (кабелей) - сверху и снизу в любой комбинации.

рис.5 Внешний вид ШПКА

Основные параметры устройств ШПКА

Номинальный ток главных цепей, А

400, 630, 1000

Номинальное напряжение

главных цепей, кВ

6, 10; 15

переменного/постоянного/выпрямленного оперативного тока (по заказу), В

220

Номинальная частота переменного тока, Гц

Ток потребления при постоянном или переменном напряжении питания 220В, не более, А

в цепях питания привода при срабатывании

в цепях питания привода при удержании во включённом состоянии

Степень защиты по ГОСТ 14254-96

IP20 (другие - по заказу)

Механическое исполнение по ГОСТ 17516.1-90

М39

Габаритные размеры (ВхДхГ), мм

для ШПКА-К-400

2200х1100х700

для ШПКА-В-630

2200х800х1200

Масса шкафа, кг

для ШПКА-К

не более 500

ШПКА-В-630

не более 650

Автоматизированная система мониторинга и управления (АСМиУ) энергетика

Выполняется на базе персонального компьютера (ноутбука). Связь с устройствами осуществляется по каналу связи RS-485 или Ethernet. Программа АСМиУ энергетика предназначена для мониторинга и контроля пуска, управления параметрами пуска, хранения и анализа осциллограмм пуска, получения аварийных и информационных сообщений СИСТЕМЫ.

Основные функции АСМиУ:

отображение мнемонической схемы СИСТЕМЫ, показывающей текущее состояние оборудования, наличие готовности и аварийные состояния всех элементов СИСТЕМЫ;
отображение панели состояний, показывающей состояние защит, наличие/ отсутствие команд, отображение состояния выключателей, наличие связи с устройствами;
просмотр, анализ и печать графиков мгновенных и действующих значений пусковых токов и линейных напряжений в различных масштабах по времени и величине;
настройка параметров графиков в режиме выполнения программы;
ведение лога событий:
- настройка отображаемых полей, количества дней и строк в окне событий;
- изменение текстов выводимых в окно событий без изменения исходного кода программы;
- составление отчетов за определенный период времени, изменение формы отчета;
изменение пусковых параметров всех агрегатов каждого ШПТУ;
задание формы кривой пускового тока для каждого двигателя, выбранного ШПТУ;
синхронизация времени в контроллере ШУ по текущему системному времени;
просмотр и принудительная синхронизация текущего времени в контроллере выбранного ШПТУ;
установка текущего системного времени, даты и часового пояса.

Элементы, представленные на мнемопанели (рис.5), меняют свой цвет в зависимости от их состояния: (включен/ выключен, не включается/ выключается, исправен/неисправен, идет разгон, есть готовность, нет готовности, включен и завершился процесс плавного пуска и т.д.). Настройку мнемопанели необходимо производить только при изменении действующей схемы СПП (доступна только пользователям "Инженер по наладке" и "Разработчик").

рис.6 Мнемопанель однолинейной схемы