Высоковольтный частотно-регулируемый привод ВЧРП-ТМ

ВЧРП-ТМ - универсальный частотно-регулируемый электропривод переменного тока для промышленных нагрузок мощностью до 17 500 кВа с номинальным выходным напряжением 3 кВ, 6 кВ и 10 кВ. Благодаря высокому качеству разработки и производства, ВЧРП-ТМ работает как с ранее установленными так и с новыми асинхронными или синхронными двигателями.

Технология ВЧРП-ТМ для работы на среднем напряжении

  • Архитектура последовательно соединенных ячеек-инверторов с применением IGBT на 1700 В для большей надежности и высокого КПД.
  • Мостовые диодные выпрямители обеспечивают работу с высоким коэффициентом мощности.
  • Многообмоточный трансформатор обеспечивает малые искажения во входной сети.
  • Модульная выдвижная конструкция силовых ячеек минимизирует время, необходимое для любого технического обслуживания.

Входные силовые цепи

Доступны четыре класса по напряжению:

  • 3 кВ, 3 фазы, 50 Гц
  • 6 кВ, 3 фазы, 50 Гц
  • 10 кВ, 3 фазы, 50 Гц

Силовая схема ВЧРП-ТМ состоит из входного трансформатора и однофазных ячеек ШИМ-инверторов. Для 6 кВ три инверторные ячейки соединяются последовательно, формируя выход с 13 ступенями выходного напряжения.

Высоковольтный частотно-регулируемый привод может быть установлен по желанию Заказчика в блочно-модульное здание контейнерного типа полной заводской готовности.

Блок ввода-вывода поддерживает энкодер, входы-выходы 24В постоянного тока, входы 220 В переменного тока и аналоговые входы-выходы, стандартно. Все входы-выходы выведены на разъемный клеммный блок для удобного обслуживания, расположенный в правом отсеке шкафа.

Ячейки инвертора

Каждая ячейка инвертора содержит трехфазный диодный выпрямитель и однофазный IGBT инвертор, объединенные шиной постоянного тока. Ячейка модуля может быть выдвинута из направляющих для обеспечения возможности сервисного обслуживания. Все модули одинаковые. Среднее время восстановления ВЧРП-ТМ не более 30 минут.

В соответствии с требованиями эксплуатации электропривода предусмотрена система принудительного воздушного охлаждения:

  • забор воздуха через дверцы шкафа
  • восходящий поток через ячейки-инверторы и трансформатор
  • вытяжное устройство наверху шкафа.

Основные технические характеристики:

  • Мощность от 250 кВт до 8 МВт;
  • Работа с отклонением питающей сети 25% от номинала 3, 6, 10 кВт;
  • Работоспособность при полном пропадании сети в течение 0, 3 сек.;
  • Сейсмостойкость 9 баллов;
  • При изготовлении в блочно-модульном здании возможна эксплуатация при температуре от –60 до +60°С;
  • Высокая степень надежности (средняя наработка на отказ 100 000 часов).
  • Внедрение ВЧРП-ТМ дает возможность реализовать энергосберегающие программы на всех промышленных предприятиях, где используются мощные высоковольтные двигатели
  • Экономия электроэнергии до 25-40 %
  • Экономия ресурсов обслуживаемых двигателей
  • Снижение эксплуатационных и производственных затрат

ЗАО «ЧЭАЗ» располагает уникальной испытательной базой, позволяющей проводить различные виды испытаний. На базе ООО «ЧЭАЗ-ЭЛПРИ» организовано специализированное конструкторское подразделение для разработки и создания в кратчайшие сроки уникальных нестандартных испытательных установок, измерительных систем, автоматизированных систем управления и регулирования для обеспечения проведения всех видов испытаний.

Многофункциональный испытательный комплекс предназначен для проведения работ с высоковольтными и низковольтными преобразователями частоты, с тиристорными преобразователями для управления двигателями постоянного тока (Uя = 600 В, Iя = 1200 А), устройствами плавного пуска, как высоковольтными, так и низковольтными, другими устройствами с напряжением питания 380 В, 690 В, 3кВ, 6 кВ, 10 кВ.

Технические характеристики оборудования

Подводимая мощность: две линии напряжением 6кВ общей мощностью 3,5МВт, одна линия 0,4 кВ, 1000А. Коммутация питающих напряжений на силовые трансформаторы и на статорные обмотки асинхронных двигателей осуществляется ячейками КСО-202ВМ с микропроцессорными защитами БЭМП и КСО-306.

Испытательный комплекс рассчитан на проведение испытаний с устройствами

  • мощностью до 1 МВт включительно при номинальной нагрузке (в режиме длительной нагрузки номинальным током);
  • мощностью свыше 1 МВт при нагрузке не превышающей 1 МВт и превышающей 1МВт в повторно-кратковременном режиме (при среднеквадратичном токе не превышающем номинальное значение).

Испытательный комплекс позволяет проводить следующие виды работ

  • наладка,
  • нагрузочные испытания,
  • приемочные испытания,
  • типовые испытания,
  • приемо-сдаточные испытания,
  • периодические испытания,
  • квалификационные испытания,
  • аттестационные испытания,
  • специальные испытания,
  • исследовательские испытания,
  • эксплуатационные испытания.

Технические преимущественные характеристики испытательного комплекса

Наличие специального высоковольтного трансформатора ТСЗ 1600-6,3/10-6-3 на номинальное напряжение сетевой обмотки 6кВ обеспечивает возможность снятия с вентильных обмоток трех значений номинального напряжения (3, 6, 10 кВ) при активной нагрузке. Для каждого значения номинального напряжения имеется возможность изменять значение напряжения в пределах ±25% Uном и ±30 % Uном.

Наличие электроприводов постоянного тока, в качестве нагрузочных, позволяет не только регулировать момент нагрузки на валах асинхронных двигателей, но и рекуперировать часть электроэнергии в питающую сеть (вторичную обмотку трансформатора, питающую тиристорные преобразователи).

Тиристорные преобразователи типа ЭПУ1М-7-2- с цифровым управлением, входящие в состав электрооборудования, это реверсивные однозонные электроприводы с обратной связью по скорости (BR) и по ЭДС двигателя (тип обратной связи выбирается с пульта управления – программно). Заданные статические характеристики электроприводы обеспечивают в диапазонах регулирования скорости: 1:2000 – (с обратной связью по скорости), 1:20 – (с обратной связью по ЭДС). Электроприводы ЭПУ1М-7-2 позволяют формировать различные нагрузочные характеристики (вентиляторную, насосную, линейную и т.д.) при пуске асинхронных двигателей.

Электроприводы ЭПУ1М-7-2 обеспечивают работу двигателей в режимах: длительном (S1), кратковременном (S2) и повторно- кратковременном (S3) по ГОСТ183 в соответствии с характеристиками двигателей. Электроприводы обеспечивают кратность рабочей перегрузки относительно номинального тока якорной цепи до 1,6 в течение времени не более 10 с в зависимости от уровня скорости и в соответствии с характеристиками двигателя. Среднеквадратичное значение тока нагрузки во всех режимах работы не должно превышать значения номинального тока якорной цепи. Номинальный коэффициент полезного действия якорного преобразователя не менее 0,95. В электроприводе имеются электронные защиты:

  • от недопустимого понижения (в том числе от обрыва фазы по причине сгорания предохранителей) сетевого напряжения в цепи управления;
  • от перегрева преобразователя;
  • от превышения допустимого времени токовой перегрузки якорной цепи (время - токовая защита);
  • от пробоя тиристоров и от исчезновения (в том числе по причине сгорания предохранителей) сетевого напряжения в силовой (якорной) цепи;
  • от превышения максимального тока якорной цепи (максимально-токовая защита);
  • от обрыва цепи возбуждения двигателя (в том числе по причине сгорания предохранителей);
  • от неправильного чередования фаз питающей сети в цепи управления.

Защита якорной цепи, цепи возбуждения и цепи управления от короткого замыкания осуществляется предохранителями. Защита от коммутационных перенапряжений осуществляется варисторами и R-C – цепями.

Наличие двух двигателей постоянного тока позволяет создать регулируемый источник постоянного напряжения с выходным током до 1290 А (для сильноточных устройств, питание которых осуществляется от источника постоянного напряжения).

Технологические возможности комплекса.

Общая площадь испытательного комплекса составляет 720 м².

Оборудование испытательного комплекса выполнено в виде составных частей:

  • электромеханическая часть;
  • силовое оборудование;
  • система управления.

Электромеханическая часть
В состав электромеханической части, расположенной в отдельном помещении для выполнения требований вибро- и звукоизоляции, входят:

  • нагрузочный агрегат для испытаний высоковольтных устройств;
  • нагрузочный агрегат для испытаний низковольтных устройств.

Нагрузочный агрегат для испытаний высоковольтных устройств представляет собой сборку двигателей: асинхронного – М4 (1000 кВт, 10 кВ, 750 об/мин), двух двигателей постоянного тока - М2, М3 (710 кВт, 0,6 кВ, 710 об/мин) и асинхронного - М1 (1000 кВт, 6 кВ, 750 об/мин). Двигатели постоянного тока имеют двухсторонний выход открытых концов вала. Валы всех двигателей соединены между собой муфтами. Параллельная работа двух двигателей постоянного тока позволяет в режиме ПВ (при среднеквадратичном токе не превышающем номинальное значение) позволяет увеличить нагрузочную способность агрегата. Нагрузочный агрегат для испытаний низковольтных устройств представляет собой сборку двигателей: асинхронного двигателя – М6 (400 кВт, 0,4 кВ, 1000 об/мин) и двигателя постоянного тока – М5 (450 кВт, 0,6 кВ, 900 об/мин).

Силовое оборудование выполнено на базе камер КСО с релейной защитой БЭМП и высоковольтных трансформаторов.

Система управления включает:

  • шкафы управления нагрузочным электроприводом (660 В, 1500 А) c устройством подключения к сети (токоограничивающими реакторами);
  • автоматизированное рабочее место (АРМ) «MVisor».
  • испытуемые устройства.

Измерительная система испытательного комплекса обеспечивает преобразование, нормализацию, индикацию и регистрацию параметров электроприводов.

Система обработки информации по результатам испытаний представлена комплексом современных ПЭВМ и специальным программным обеспечением, позволяющим проводить взаимно-коррекционный и статистический анализ параметров, а также их отображение в графическом и табличном виде.

Инструментальная ЭВМ испытательного комплекса оснащается программным обеспечением, имеющим дружественный интерфейс пользователя.

Управляющий интерфейс – пакет программ обеспечивает прямую связь между структурой электропривода, отображаемой на экране ПЭВМ в виде мнемосхем или таблиц параметров со структурой и параметрами реальной системы управления, функционирующей в микропроцессорном ядре ПЧ.

Поддерживаются следующие основные функции:

  • соединение с любым из ПЧ, установленным на испытательном комплексе и связанным сетью ModBus (физическая линия RS-485), с помощью адаптера PC-CAN/RS- 485;
  • просмотр и редактирование всех параметров и переменных ПЧ, с последующей загрузкой измененных параметров в ПЧ (режим параметрирования);
  • мониторинг основных переменных и флагов состояния электроприводов с заданной частотой обновления, в числовом и графическом виде (режим осциллографа);
  • формирование управляющих сигналов ПЧ: «Снятие блокировки», «Разрешение задания», «Реверс задания», «Сброс защит», текущее задание по скорости (моменту);
  • формирование и запуск циклограмм.При этом изменение параметров двигателя и регуляторов со встроенного пульта управления преобразователей частоты, а также по последовательному каналу связи от инструментальной ПЭВМ становятся доступными только при вводе пароля доступа.

Наверх