Системы частотного регулирования с высоковольтными электроприводами

Высоковольтные электроприводы в нашей стране являются крупными потребителями электроэнергии, причем в силу специфики инженерных традиций основная их часть имеет относительно "небольшую" номинальную мощность, лежащую в диапазоне 200-1600 кВт.

Эта граница непривычно низка для производителей высоковольтных преобразователей частоты. Многие фирмы просто не имеют в номенклатуре продукции изделий мощностью 400, 500, 630 кВт. Вместе с тем, и для таких электроприводов могут быть найдены технические решения с разумной ценой и хорошими сроками окупаемости.

Среди множества вариантов реализации технологии частотного регулирования крупных электроприводов сегодня особый интерес представляет использование "двухтрансформаторной" схемы (с понижающим трансформатором, низковольтным преобразователем частоты, синусоидальным фильтром и повышающим трансформатором). Основным преимуществом подобного решения является возможность применять стандартное оборудование, серийно выпускаемое большим количеством отечественных предприятий.

Понижающий трансформатор может быть, в принципе, любой конструкции, в том числе стандартным маслонаполненным. В случае, если от него будут питаться только преобразователи, выбор трансформатора осуществляется по току вторичной обмотки в режиме максимальных нагрузок с небольшим запасом (для учета дополнительного нагрева токами высших гармоник, поскольку нагрузкой является неуправляемый выпрямитель на входе ПЧ). Если гармонический состав токов, генерируемых в питающую сеть, критичен, потребуется трехобмоточный трансформатор. Его производство не является проблемой, а цена будет на 10-15% выше двухобмоточного. Повышающий трансформатор при наличии на выходе ПЧ синусоидальных фильтров также может быть стандартным (сухим или маслонаполненным). Нередко на реконструируемом объекте удается "обнаружить" неиспользуемые или недогруженные трансформаторы и включить их в схему оборудования преобразовательного звена.

Преобразователи частоты для рассматриваемых схем также являются стандартными изделиями, и единственное условие их нормальной работы с понижающим и повышающим трансформатором - ввод соответствующих параметров настройки в процессе наладки. Синусоидальные фильтры сегодня достаточно распространены и легко подбираются по выходному току и напряжению ПЧ. Применение рассматриваемых схем позволяет минимизировать расходы на всех этапах - от проектирования до пусконаладочных работ и организации технического обслуживания.

Проектирование не требует специфических знаний в области силовой преобразовательной техники и может выполняться в рамках общего проекта строительства или реконструкции объекта. Комплектация оборудования возможна либо полностью на отечественной элементной базе, либо с минимальным объемом поставок из-за рубежа (например, преобразовательные модули и синусоидальные фильтры). Это позволяет сократить расходы, например, на транспортировку и таможенную очистку.

Изготовление конструктивов, в том числе для установки преобразовательных модулей и фильтров, может быть организовано на базе местных подрядных организаций, а монтаж оборудования выполняется по российским ПУЭ и СНиП. Пусконаладочные работы также не имеют особой специфики, за исключением параметрирования преобразовательных модулей.

Самым привлекательным для заказчика может быть то, что эксплуатация такого оборудования не требует участия специалистов завода-изготовителя, "мягко" говоря, с непривычными расценками.

Данные положения можно подтвердить рядом примеров. Система частотного регулирования сетевой установкой отопительной котельной Северо-Восточного промышленного узла МП "Псковские тепловые сети" введена в эксплуатацию в марте 2002 г. Котельная тепловой мощностью 370 мВт имеет в своем составе котлы ПТВМ-100, КВГМ-100 и ДКВР 20/13. Технологическая схема системы циркуляции включает "зимние" и "летние" сетевые насосы (последние с электродвигателями мощностью 250 кВт). Система частотного регулирования управляет группой из шести насосов и используется как зимой, так и летом. Снижение мощности, потребляемой группой сетевых насосов из питающей сети, достигает 430-270 кВт при изменении циркуляции от 2700 до 3400 м3/ч. Годовое снижение затрат на приобретение электроэнергии при действующем тарифе составило 2,8-3,0 млн. руб. Подобным же образом выполнена СЧР сетевой установкой отопительной котельной "Районная" МП "Псковские тепловые сети". Различие в номинальной мощности трансформаторов связано с их конструкцией и предельными технологическими нагрузками.

Несколько проще построена, например, СЧР водонасосной станции "Лучеса" УП "Витебскводоканал". Она управляет всего двумя насосными агрегатами, причем постоянно в работе находится только один агрегат.

В ряде случаев предпочтительным может оказаться замена высоковольтного электродвигателя на низковольтный и установка понижающего трансформатора с низковольтным преобразователем частоты. Такое решение рационально, прежде всего, когда электродвигатель выработал свой ресурс. Замена может потребоваться при отсутствии места для размещения трансформаторов или когда нежелательно привлечение персонала на объекте к эксплуатации высоковольтного оборудования. Примером являются системы частотного регулирования насосных агрегатов Д 2000-100 водонасосных станций "Красносельская" и "Пулковская" ГУП "Водоканал Санкт-Петербурга".

Имеющийся положительный опыт получен благодаря реализации следующих подходов: - частотное регулирование электроприводов - не самоцель; это средство решения технологических задач, и рассматривается как инструмент влияния на ход технологического процесса; - установленная мощность силового оборудования преобразовательного звена не выбирается по номинальным данным приводных электродвигателей, а определяется на основании энергетических расчетов для прогнозируемых режимов инженерных систем с частотным регулированием; - выбор схемотехнического решения оборудования преобразовательного звена (а, следовательно, и будущего поставщика оборудования) определяется на основании технико-экономического обоснования совместно со специалистами заказчика; - комплект оборудования преобразовательного звена формируется с максимально возможным использованием изделий отечественного производства; - к выполнению монтажных и наладочных работ максимально привлекаются местные подрядные организации (при сохранении контроля специалистов за производством работ); - при разработке проекта и плана производства работ предусматривается возможность поэтапного ввода в эксплуатацию оборудования и наращивания функций автоматизации; - при организации эксплуатации оборудования упор делается на обучение персонала заказчика и выполнение основного объема работ силами эксплуатационных энергетических подразделений.

ГМЗ «Павловск», Н. С. Третьяков: оглядываясь назад, постичь будущее.

Прогулка в Павловске..

«Просто выжить», или Ответ, которому не нужно верить.

Строить, не нарушая гармонии.

Качество в качестве: о проблемах в монолитном строительстве.

Торжественное празднование Дня строителя прошло успешно.

Нефть, газ высоких широт и Севморпуть.

Главная Публикации