Электропривод и система автоматического управления насосной установки
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
ко высокая точность влечет за собой непрерывное изменение частоты вращения электродвигателя насосного агрегата и вследствие этого способствует возникновению знакопеременных нагрузок на отдельные элементы насосного агрегата (эластичные муфты, соединяющие насос с двигателем и др.), ведущих к преждевременному их износу. Поэтому в ряде случаев приходится устанавливать повышенную зону нечувствительности системы регулирования, что понижает точность стабилизации напора.
В качестве регулируемого электропривода насосной установки в системе горячего водоснабжения предусматривается использование одного из типов электропривода, в том числе: индукторных муфт скольжения (ИМС) с питанием возбуждения от тиристорных блоков БУ-3509 и им подобных; частотных преобразователей серии ПЧТ, ПЧР-2 SAMI (фирма Stromberg) и других типов; электроприводов по схеме АВК на базе преобразователей ТДП-2 и станций управления ШДУ; электроприводов на базе вентильных электродвигателей с преобразователями ПЧВН, ПЧВС.
Стабилизация напора жидкости осуществляется за счет того, что при уменьшении водоразбора напор в сети увеличивается, а частота вращения электродвигателя насоса в результате действия системы регулирования уменьшается. При увеличении водопотребления, наоборот, напор жидкости в сети падает, а частота вращения увеличивается. Основная цель системы стабилизации напора жидкости в системе трубопроводов заключается в поддержании напора на заданной отметке.
В системах стабилизации напоров в сети, необходимо предусматривать включение дополнительных нерегулируемых насосов при существенных увеличениях притока или водопотребления и отключение их при уменьшении.
Регулируемым приводом должны оснащаться наиболее крупные насосные агрегаты с наиболее пологой характеристикой. В случае использования однотипных насосов во избежание образования мертвых зон рабочие колеса нерегулируемых насосов должны иметь диаметры, меньшие регулируемых. При равенстве диаметров и работе регулируемого насоса в режиме максимальных подач с повышенной частотой вращения (в случае применения частотного электропривода) он должен быть укомплектован двигателем повышенной мощности в соответствии с рекомендациями.
Несмотря на явные преимущества, регулируемый электропривод еще не получил широкого распространения в насосных установках. В настоящее время сложились условия, требующие его более широкого использования. Бурное развитие полупроводниковой техники позволило создать на базе статических преобразователей надежные и сравнительно недорогие регулируемые электроприводы. Кроме того, мировой энергетический кризис наглядно продемонстрировал подлинную ценность энергетических ресурсов и стимулировал меры по их рациональному расходованию. В результате этого расширились работы по исследованию, разработке и созданию насосных установок, оснащенных автоматизированным регулируемым электроприводом. Ниже приводится описание некоторых, наиболее характерных установок.
2.3.2 Насосная станция перекачки с регулируемым электроприводом на основе ИМС
Целесообразность применения САУ с регулируемым электроприводом в насосных станциях, с учетом существующего у нас в стране соотношения цен на оборудование и электроэнергию и других факторов обоснована в работах ВНИИВОДГЕО. Экспериментальная проверка этих предположений была осуществлена на Ивановской насосной станции г. Москвы. На этой станции два установленных насосных агрегата из шести были оснащены ИМС, изготавливаемыми серийно. Номинальные параметры агрегатов: подача 800 м3/ч (О,22 м3/с), напор 33 м (О,33), мощность 160 кВт, частота вращения 960 об/мин, вращающий момент ИКС 1, 60 кНм (160 кгс/м). Регулирование режима работы установки без регулируемого электропривода осуществлялось периодическим включением-отключением: насосных агрегатов. Число включений составляло 30-40 в сутки, а число работающих агрегатов в зависимости от притока изменялось от 1 до 6. Система автоматического регулирования изменяет частоту вращения одного или двух регулируемых агрегатов и общее, число работающих агрегатов в соответствии с изменением притока. Частота вращения изменяется по сигналу отклонения, формируемому при выходе уровня из заданных пределов. Сигнал отклонения, обработанный по ПИ-закону, поступает на вход системы импульсно-фазного управления тиристорного возбудителя ИМС. Тем самым регулируется ее ток возбуждения и соответственно частота вращения электродвигателя насоса. При существенных изменениях притока, когда изменение частоты вращения регулируемого насоса не обеспечивает требуемого изменения подачи насосной установки, возникает необходимость в изменении общего числа работающих на станции агрегатов. Для этого служит блок взаимодействия регулируемых и нерегулируемых агрегатов. Блок отключает спин из нерегулируемых агрегатов и форсирует возбуждение ИКС до максимального значения тока (5 А) в тот момент времени, когда частота вращения регулируемого насоса становится настолько малой, что его обратный затвор закрывается и насос прекращает откачку. Если же частота вращения регулируемого насоса достигает максимального значения, а приток продолжает увеличиваться и установка не справляется с откачкой сточных вод из резервуара, блок включает дополнительно один из нерегулируемых агрегатов и уменьшает возбуждение ИМС до минимума. Система обеспечивает стабилизацию уровня в резервуаре насосной станции с точностью 50 мм и кратковреме