Управления автоматики

В процессе совершенствования электропривода серийных лебедок буровых установок в связи с ростом глубин и скоростей бурения суммарная мощность приводных двигателей возросла со 150 до 900 кВт, осуществлен переход от напряжений 380 и 500 В к напряжению 6 кВ, а сложные многоконтакторные станции управления асинхронными двигателями заменяются полупроводниковыми схемами управления цепью ротора двигателя, позволившими повысить надежность и уменьшить габаритные размеры станций управления.

Для управления асинхронными двигателями с фазным ротором для контроля скорости используются реле частоты, контролирующие частоту тока ротора. Между частотой тока ротора /2 и скоростью и существует следующая зависимость:

По учебнику изучите, как осуществляется дистанционное управление электродвигателем. Запомните, что для управления асинхронными короткозамкнутыми двигателями применяются, как правило, магнитные пускатели, которые состоят из одного или двух контакторов, смонтированных на общей панели; большинство пускателей снабжено встроенными тепловыми реле.

Приведенные выше соотношения для определения потерь энергии в переходных режимах при различных способах управления асинхронными двигателями не учитывают влияния электромагнитных процессов и насыщения магнитной цепи. Их влияние можно оценить в результате решения дифференциальных уравнений асинхронного двигателя при питании его как непосредственно от сети, так и от соответствующего преобразователя частоты. Эти уравнения, дополненные уравнениями для мощности потерь и потерь энергии, сложные и нелинейные и аналитически не решаются. Их решение возможно с использованием средств вычислительной техники.

Для управления асинхронными двигателями широко используются релейно-контактные аппараты. Пуск асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором небольшой мощности осуществляется обычно при помощи магнитных пускателей. Магнитный пускатель состоит из контактора переменного тока и встроенных в него двух тепловых реле.

Управление двигателями переменного тока с фазным ротором. Для управления асинхронными двигателями с фазным ротором в последнее время начали применяться контроллерные схемы с тиристорными регуляторами напряжения и пусковые регулирующие бесконтактные устройства (ПРБУ).

Контроллерные схемы с тиристорными регуляторами серии ТТЗ предназначены для управления асинхронными двигателями мощностью от 1,7 до 125 кВт. При использовании этих схем в статорные обмотки включаются тиристорные регуляторы серии РСТ, аналогичные рассмотренным в схемах ТСУ или контроллерах КБТ, а в роторные цепи —• резисторы аналогично магнитным контроллерам переменного тока. В схемах применяются симметричные регуляторы на длительно допустимые эффективные токи 100, 160 и 320 А при напряжении 380 В. Такие электроприводы имеют обратные связи по частоте вращения и позволяют получать диапазон регулирования в пределах до 10 : 1.

Управление двигателями переменного тока с фазным ротором. Для управления асинхронными двигателями с фазным ротором в последнее время начали применяться контроллерные схемы с тиристорными регуляторами напряжения и пусковые регулирующие бесконтактные устройства (ПРБУ).

Контроллерные схемы с тиристорными регуляторами серии ТТЗ предназначены для управления асинхронными двигателями мощностью от 1,7 до 125 кВт. При использовании этих схем в статорные обмотки включаются тиристорные регуляторы серии РСТ, аналогичные рассмотренным в схемах ТСУ или контроллерах КБТ, а в роторные цепи —• резисторы аналогично магнитным контроллерам переменного тока. В схемах применяются симметричные регуляторы на длительно допустимые эффективные токи 100, 160 и 320 А при напряжении 380 В. Такие электроприводы имеют обратные связи по частоте вращения и позволяют получать диапазон регулирования в пределах до 10 : 1.

При фазовом регулировании изменяют фазу импульсов управления относительно момента естественного отпирания вентилей, при этом также регулируется длительность подключения нагрузки к питающей сети (рис, 6.20, в—д), но эта длительность не превышает половину периода частоты сети. Этот способ позволяет получить более плавную и быстродействующую регулировку мощности и используется в сварочных аппаратах, для регулирования освещения, управления асинхронными двигателями, регулирования напряжения на первичной стороне трансформатора в высоковольтных выпрямителях, выполненных на диодах.

Эти аппараты применяются в качестве коммутационных в цепях напряжением 110 — 380 В (и до 660 В) и токами до 200 А частотой 50 и 400 Гц для управления асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором, а также в комплектных устройствах.

Потребители первой группы постоянного тока подсистемы САОР - электромагниты выключателей 6 кВ секций BV, BW, ВХ 6 кВ, аппаратура управления и автоматики подсистем САОР — получают питание от выпрямительных устройств АБП или аккумуляторных батарей GB1, GB2, GB3.

Общеблочными потребителями первой группы являются электроприводы арматуры турбинного отделения, с помощью которой обеспечивается останов блока при авариях, связанных с обесточиванием с. н. АЭС. Сюда же относятся системы централизованного контроля (ЭВМ), аппаратура управления, автоматики, защиты турбины и генератора, приборы КИП, передающие сигналы ЭВМ. Нарушение электроснабжения этих устройств может привести к выходу из строя отдельного оборудования, к нарушению технологического режима в результате потери информации.

На АЭС аккумуляторные батареи являются аварийными источниками питания систем безопасности, СУЗ, аварийного освещения, а также источником оперативного тока для устройств управления, автоматики, сигнализации и релейной защиты. Количество и типы батарей определяются в соответствии с требованиями НТП АЭС [5.3]:

для устройств управления, автоматики, релейной защиты элементов повышенного напряжения вне главного корпуса устанавливаются аккумуляторные батареи в зоне ОРУ: одна для ОРУ 110, 220 кВ и две для ОРУ 330 кВ и выше. Эти батареи без элементного коммутатора (см. 7.25).

Аккумуляторные батареи являются независимыми источниками энергии в системах собственных нужд станций и подстанций. Основное их назначение заключается в питании систем управления, автоматики, сигнализации, связи, а также электроснабжении особо ответственных рабочих машин и сети освещения при нарушении нормальной работы установки в течение времени, необходимого для восстановления нормальной работы.

Для питания трансформаторов заводских ПГВ на УРП 110 кВ предусматривается десять отходящих кабельных линий на напряжение 110 кВ. Питание цепей управления, автоматики и др. осуществляется от стационарной аккумуляторной батареи напряжением 220 В.

На электрических станциях и подстанциях применяются кабельные сети различного назначения. Прокладываются силовые кабели напряжением 6, 10, 20 кВ, отходящие от распределительных устройств станции за пределы территории, служащие для электроснабжения потребителей местного района; силовые кабели сетей собственных нужд напряжением 6 и 3 кВ и 600, 380, 380/220, 220 В, включая сети освещения; силовые кабели постоянного тока от щита постоянного тока ко всем потребителям оперативного тока на напряжение 220, реже ПО В; контрольные кабели вторичных устройств электрической станции (систем управления, автоматики, защиты, контроля, сигнализации, блокировок и пр.); слаботочные кабели всех видов связи и сигнализации.

Реле управления, защиты и автоматики предназначены для организации управления, контроля, автоматизации процессами, реализуемыми электротехническими установками, а также защиты электрооборудования и электрических сетей от коротких замыканий, неполнофазных режимов и т. д.

Реле выполняют свои функции путем измерения и коммутации цепей управления, автоматики, защиты, переходя из одного фиксированного положения в другое.

Уровень внутренних перенапряжений относительно земли в ППТ благодаря быстродействующим системам управления, автоматики и современным оксидно-цинковым ограничителям перенапряжений снижен до 1,7 напряжения полюса.

Централизованные источники (трансформаторы напряжения или трансформаторы с.н.) питают цепи управления, автоматики, релейной защиты и сигнализации. Для более надежной работы этих цепей необходимо осуществлять их питание от двух источников, Один из которых находится в автоматическом резерве. Это значительно повышает надежность работы вторичных цепей, так как наиболее вероятный случай потери питания — обесточивание части схемы, а не полное исчезновение напряжения,