Принцип роботи вузла захисту електродвигуна від аварійних режимів в насосній установці "Каскад"

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Магістри розв'язок

За принципіальною електричною схемою вузла захисту електродвигуна від аварійних керування насосною установкою за рівнем води в башті (система "Каскад") пояснити порядок переведення в режим підйому та роботи

У станціях серії ШЭП (рис. 2.16) схема вузла захисту має деякі відмінності, виконуючи ті самі функції, що і попередньо розглянута. Аварійний сигнал надходить у логічну частину схеми від датчиків струму (узгоджуючих трансформаторів) Т1, Т2, Т3. Сигнал випрямляється діодами VD1 - VD3 і подається на елемент порівняння С1, R1. Якщо струм двигуна перевищує заданий резистором R1 струм установки захисту, сигнал аварії надходить на затвор транзистора D1-1.

Час спрацювання захисту визначається часом заряду конденсатора С2 до величини порогової напруги транзистора D1-1. Як тільки ця величина досягає певного значення, транзистор відкривається. Це призводить до відкриття транзистора VТ1 базовим струмом, який проходить по колу емітер - база VТ1 - R3 - “сток - исток” D1-1. Загоряється лампа аварії HL.

Сигнал “аварія” з колектора VТ1 через діод VD10 надходить у коло керування (див. рис. 2.10), закриває транзистор VТ3 реле КV вимикається. За допомогою ділянки R5 - VD9 створюється релейний ефект при відкриванні транзистора D1-1 і запам'ятовується сигнал аварії. Повторний автоматичний запуск двигуна неможливий. Для повторного пуску електродвигуна необхідно зняти, а потім знову подати напругу на логічну частину схеми, що здійснюється автоматичним вимикачем QF1.

Час спрацювання цього захисту обернено пропорційний струму перевантаження, а захисна характеристика - залежність часу спрацювання t_спр від струму навантаження I_нав зображена на рис. 2.17. Дані наведені для станції ШЭП 5802 з двигуном потужністю 2,8 кВт.

У станціях типу УСУЗ (рис. 2.18) захист електродвигуна від струмів перевантажень та неповнофазних режимів здійснюється за допомогою фазочутливого пристрою ФУЗ-М, принцип дії якого описаний у першій частині підручника. Схема станції передбачає контроль ізоляції обмотки статора електродвигуна в процесі експлуатації, що має особливе значення для заглибних електродвигунів.

Контроль опору ізоляції здійснюється в період, коли він від'єднаний від електромережі (КМ - вимкнений, а QF - ввімкнений). При цьому від фази С1 через запобіжник FU, діод VD1, перемикач SA3, резистор R3 або R4, ізоляцію статорної обмотки та нуль мережі N проходить струм витікання.

Якщо з будь-яких причин опір ізоляції зменшився, то струм витікання, а отже, і напруги на резисторах R3 або R4 зростуть, і коли спад напруги досягне порогового значення, загоряється неонова лампа HL1. Це свідчить про зменшення опору ізоляції обмотки двигуна. Резистор R3 підібрано так, щоб лампа HL1 загорялась при опорі ізоляції близько 400 кОм, а опір резистора Я4 є таким, щоб загоряння лампи відбувалось при опорі ізоляції близько 40 кОм.

На початку експлуатації двигуна перемикач SA3 ставлять у положення 1, де залучений резистор R3. Коли через деякий час лампа HL1 загориться, що свідчить про зниження опору ізоляції, перемикач SA3 переводять у положення 2 (поєднується резистор R4) і продовжують експлуатацію двигуна. Якщо опір ізоляції ще знизиться і лампа HL1 загориться знову, електродвигун треба відправити на ремонт.

Необхідність захисту заглибних електродвигунів від “сухого ходу” обґрунтовується конструкцією цих двигунів, оскільки система охолодження потребує постійного омивання поверхні двигуна водою. Цей захист встановлюють тільки для двигунів потужністю понад 4,5 кВт, бо вірогідність, що дебіт свердловини буде меншим продуктивності електронасоса з двигуном 4,5 - 11 кВт дуже невелика. Для здійснення цього захисту разом з двигуном у свердловину опускають датчик “сухого ходу” ДСХ (див. рис. 2.8, 4), який конструктивно не відрізняється від КВУ чи КНУ.

Коли рівень води в свердловині знижується більше допустимого і датчик ДСХ виходить з води, у схему надходить сигнал на негайну зупинку електронасоса, загоряється лампа аварії “сухий хід”. Схема запам'ятовує аварію і, коли рівень води в свердловині знову зросте і датчик ДСХ замкнеться водою, електронасос не запуститься.

2. Задача

Визначити мінімальне значення реактивної потужності встановлюваного блоку конденсаторів і побудувати векторну діаграму для установки, яка живиться від трансформатора 630 кВА при навантаженні 450 кВт (Р1) і середнім коефіцієнтом потужності 0,8 (що відстає). Розрахунок не враховує пікові навантаження і їх тривалість.

Розв'язок

Установка живиться від трансформатора 630 кВА при навантаженні 450 кВт (Р1) і середнім коефіцієнтом потужності 0,8 (що відстає). Повна потужність

S1 = 450/0,8 = 562 кВА

Відповідна реактивна потужність

= 337 кВАр.

Розрахункове збільшення навантаження Р2 = 100 кВт при коефіцієнті потужності 0,7 (відставання).

Повна потужність S2 = 100/0,7 = 143 кВА.

Відповідна реактивна потужність

= 102 кВАр.

Яке мінімальне значення ємнісної потужності квар, належній установці для запобігання заміні трансформатора?

Загальна потужність, що тепер подається, складає:

Р = Р1 + Р2 = 550 кВт

Максимальна реактивна потужність трансформатора 630 кВА при поданні 550 кВт складає:

;

= 307 кВАр.

Загальна необхідна реактивна потужність до компенсації:

Q₁ + Q₂ = 337 + 102 = 439 кВАр.

Таким чином, мінімальний значення встановлюваного блоку конденсаторів:

Q = 439 - 307 = 132 кВАр.

Рис. 9.19. Діаграма компенсації реактивної потужності

Слід зазначити, що цей розрахунок не враховує пікові навантаження і їх тривалість. Оптимальне можливе підвищення, тобто, компенсація для отримання коефіцієнта потужності 1, забезпечить резерв потужності трансформатора 630 - 550 = 80 кВт. Номінальне значення блоку конденсаторів повинне складати 439 кВАр. Компенсація Q дозволяє підвищити навантаження S2 без необхідності заміни існуючого трансформатора, вихідна потужність якого обмежується значенням S.

3. Задача

Зварювальна установка живиться від магістральної мережі. Активний опір мережі становить 0,03 Ом, а індуктивний - 0,11 Ом. Робочий струм установки

I = 136 = (73 + j115) A,

пусковий струм

I_п = 952 = (510 + j810) А.

Послідовно з навантаженням ввімкнена установка повздовжньої компенсації (УПК), яка містить 72 конденсатори типу КПМ-0,6-50-1, сумарний опір яких становить 0,1 Ом. Визначити втрати напруги в УПК в робочий період і в момент пуску для випадків коли:

УПК вимкнена;

УПК ввімкнена в кінці лінії, що з'єднує навантаження з установкою;

Батарея конденсаторів ввімкнена на початку лінії.

Паспортні дані конденсаторів і конденсаторних установок для повздовжньої компенсації

Розв'язок.

1. За вимкненої УПК втрати напруги в мережі становлять:

в робочий період

в момент пуску

2. При ввімкненні УПК в кінці лінії реактивний опір зменшується за рахунок зменшення опору мережі і реактивна потужність, яка протікає по лінії зменшується на величину, що генерується УПК. Реактивна потужність УПК в трьох фазах при протіканні повних струмів становитиме:

електродвигун аварійний реактивний конденсатор

Перепад лінійної напруги на УПК становить:

Генерована УПК реактивна потужність і реактивний струм у кожній фазі:

Втрати напруги при ввімкненні конденсаторів в кінці лінії становитимуть:

3. При ввімкненні УПК на початку лінії реактивний опір лінії зменшиться до величини:

х₁ = х - х_К = 0,11 - 0,1 = 0,01 Ом.

Втрати напруги в цьому випадку становитимуть:

Розрахунки показують, що відхилення напруги в мережі за вимкненої УПК становлять: в робочий період 7,3 %, а в момент пуску - 47,6 %, що неприпустимо.

При ввімкненні УПК відхилення напруги суттєво зменшуються і становлять: в робочий період 1,55 %, а в момент пуску - 10 %, причому під'єднання УПК в кінці лінії несуттєво зменшує втрати напруги порівняно з під'єднанням УПК на початку лінії.

Размещено на Allbest.ru