Тиристорный регулятор как средство экономии энергии в нагревательных системах

Размещено на http://www.allbest.ru//

2

Размещено на http://www.allbest.ru//

Тиристорный регулятор как средство экономии энергии в нагревательных системах

В.П.Каргапольцев

Оборудование, напрямую преобразующее электрическую энергию в тепло, имеется практически во всех отраслях народного хозяйства - электропечи пищевых предприятий, электрокотлы в жилищно-коммунальном хозяйстве, электротермические установки в различных отраслях промышленности. Несмотря на повышение стоимости энергии, эффективность использования энергоресурсов в России до сих пор остается недопустимо низкой. Поэтому ограничение мощности, потребляемой электрооборудованием - первостепенная задача практического энергосбережения.

Невозможно качественно решить задачу управления мощностью, применяя так называемое «релейное» регулирование, имеющее на предприятиях определенное распространение. Релейный принцип регулирования нагрузки содержит известные «издержки» - невысокая точность установки уровня напряжения, переходные процессы в электрических цепях и колебания напряжения, высокие эксплуатационные затраты на обслуживание релейно-контакторных схем. Кроме того, современные технологические процессы на предприятиях требуют высокой точности регулирования в привязке к параметрам технологических процессов в реальном масштабе времени. Любое электрооборудование имеет максимальный ресурс ( срок эксплуатации ) только при условии ограничения отклонений ( колебаний ) напряжения питающей сети в допустимых пределах. Таким образом, для эффективного управления электрической нагрузкой следует применять непрерывные законы регулирования, воплощенные в бесконтактных устройствах - тиристорных регуляторах напряжения ( ТРН ). Эксплуатационные затраты на такие системы минимизируются за счет надежности основного элемента - тиристора с токовым управлением или оптотиристора. Следует отметить, что оптотиристор уступает тиристору только в диапазоне токов до 160 А, а по показателям безопасности в эксплуатации, стабильности и дешевизны схемы управления оптотиристор имеет лучшие характеристики. Реальная экономия средств в электроустановках напряжением 0,4 кВ может быть получена при использовании ТРН на базе оптотиристорных модулей с цифровой системой управления и стабилизации.

Опыт внедрения этих устройств пришелся на период становления в России новой экономики, в конце 90-х годов ХХ-го века. В 1997 г. кировское предприятие «Энергис» приступило к выпуску ТРН с применением модульных оптотиристоров и цифровой системой управления на импортных компонентах. Основными требованиями при разработке оборудования стали необходимость иметь гибкую конфигурацию, применимость для решения различных задач регулирования и ограничения электрической нагрузки питающей сети. тиристорный регулятор напряжение

Разработанный ТРН предназначен для плавного регулирования действующего напряжения на активной, активно-индуктивной нагрузке вручную или дистанционно в стандартной сети напряжением 220/380 В с частотой 50 Гц. Область применения - управление нагревательными установками различного назначения, а также осветительными установками с лампами накаливания. Функции, реализованные в ТРН: - регулирование напряжения в каждой фазе раздельно ( или совместно ) в % от номинального входного напряжения. Эта функция реализуется вручную кнопками ( регулятором ) на панели управления ТРН или дистанционно внешним токовым сигналом.

Принцип работы регулятора ТРН основан на изменении угла отпирания силовых тиристоров , величина которого определяется в зависимости от величины внешнего управляющего сигнала, подаваемого на вход ТРН.

Форма синусоиды входного напряжения

Размещено на http://www.allbest.ru//

2

Размещено на http://www.allbest.ru//

Форма синусоиды выходного напряжения:

Преимущества применения ТРН основаны на конструктивных особенностях изделия:

блочно-модульная схема ТРН доступна при наладке и обслуживании и более того, допускает замену блоков без дополнительной регулировки.

защита настроек ТРН исключает последствия вмешательства или несанкционированного отключения сети

дистанционное управление ТРН допускает раздельное регулирование в фазах (группы нагревателей, линии освещения и т.д.)

пуско-наладочные работы с ТРН доступны электромонтеру средней квалификации, выполняющему требования Правил техники безопасности в электроустановках до 1000 В.

Практическое применение разработанные теморегуляторы напряжения ТРН нашли на разных предприятиях России. На предприятии «Аврора-ЭЛМА» ( г.Волгоград ) для производства пъезокерамических элементов применяются электропечи с особыми характеристиками. Особенность этих печей состоит в применяемых нагревательных элементах полупроводникового типа. Для управления температурой при запуске необходимо глубокое регулирование напряжения на нагревательном элементе. Для этих целей был применен 15 регуляторов ТРН с максимальным током 160 А, управляемые дистанционно от ШИМ регулятора. Применение данной системы позволило исключить сверхвысокие пусковые токи электропечи и обеспечить следящий режим регулирования температуры рабочей зоны.

В химическом производстве, производстве полимеров ТРН обычно применяются для точного регулирования тепловых характеристик компонентов и готовой продукции, как это реализовано на предприятии «КОМИНТЭКС» при производстве полимерных строительных материалов и линолеумов.

Размещено на Allbest.ru