Электроприводы тягодутьевых механизмов с повышенной устойчивостью к нарушениям электроснабжения

• Автор: Губайдуллин, Андрей Рифович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 182 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ Г '5 ” 1 и

Глава 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИИ. ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ТЯГОДУТЬЕВЫХ МЕХАНИЗМОВ КОТЛА КВГМ-100 12 1 I

1.1. Общие сведения о Пиковой котельной г. Магнитогорска ; 12 ! !

1.2. Обоснование частотного регулирования производительности

тгдм * 16

1 1.2.1. Назначение тягодутьевых механизмов ■ 16 !

1.2.2. Частотное управление работой тягодутьевых механизмов ;

1.2.3. Технико-экономическая эффективность применения ЧРП : 22 |

1.3. Электроприводы тягодутьевьтх механизмов котлов КВГМ-100 Пиковой котельной : 25 ;
1.3.1. Характеристика тягодутьевых механизмов ; 25 |
1.3.2. Шкафы управления тягодутьевыми механизмами : 27 * i
1.3.3. Характеристика преобразователя частоты SB-17 31 .
1.4. Анализ отклонений напряжения сети на действующих тепловых электростанциях ' ! : i
1.5. Пути решения проблемы безостановочной работы котлоагрегатов средствами регулируемого электропривода 1 37
1.5.1. Электропитание ЧРП от двух независимых вводов 38 ;
1.5.2. Электропривод на базе вентильно-индукторного двигателя .
1.6. Задачи совершенствования электропривода на базе 1 двухскоростного асинхронного двигателя | 42
1 1.7. Выводы и постановка задачи исследований : 45 ! I !
Глава 2. ОСОБЕННОСТИ САМОЗАПУСКА ЧАСТОТНО- !
I РЕГУЛИРУЕМЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ПРИ НАРУШЕНИЯХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ! .
2.1. Самозапуск нерегулируемых асинхронных электроприводов ; 49 j
2.1.1. Индивидуальный самозапуск двигателей собственных нужд
2.1.2. Упрощенный расчет индивидуального самозапуска
! 2.2. Особенности самозапуска частотно-регулируемого i
электропривода при нарушениях электропитания
2.2.1. Теоретический анализ :
2.2.2. Отличия самозапуска частотно-регулируемого и

нерегулируемого электроприводов !
2.3. Исследования нарушений в системе электроснабжения Пиковой котельной 2.3.1. Схемы электроснабжения Пиковой котельной 2.3.2. Нарушения электропитания на секциях РУ-10 кВ Пиковой котельной : 60 :' бо :
2.4. Разработка программы и расчет интенсивности нарушений 64 ]
ВЫВОДЫ 68 |
Глава 3. РАЗРАБОТКА ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ С ЭЛЕКТРОПИТАНИЕМ ОТ ДВУХ НЕЗАВИСИМЫХ ВВОДОВ. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ С ДВУХСКОРОСТНЫМ АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ ! | ; 71
3.1. Разработка ЧРП с электропитанием от двух независимых вводов 72 (
3.1.1. Принцип построения преобразователя частоты с двумя звеньями постоянного тока 1 1 72 |
3.1.2. Характеристика преобразователей частоты с электропитанием от двух вводов 1 | 1 74 !
3.2. Принцип работы статического компенсатора 78
3.3. Разработка системы управления частотно-регулируемыми : электроприводами тягодутьевых механизмов котла КВГМ :
3.3.1. Использование режима самопитания за счет энергии торможения
1 3.3.2. Использование суммарной кинетической энергии дутьевого I | вентилятора и дымососа
| 3.4. Электроприводы по системе “ПЧ - двухскоростной АД” с | электропитанием от двух вводов
1 3.4.1. Электропривод с двумя преобразователями частоты
3.4.2. Электропривод на основе ПЧ с двумя выпрямителями
3.5. Энергосберегающий ЧРП на базе двухскоростного АД
ВЫВОДЫ
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ! РАЗРАБОТАННЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ. ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ
| 4.1. Исследования в лабораторных условиях :

4.1.1. Описание экспериментальной установки ;
4.1.2. Анализ осциллограмм
4.2. Техническая реализация и экспериментальные исследования в !
условиях Пиковой котельной 1
4.3. Техническая реализация переключения обмоток 1
двухскоростного АД в условиях Пиковой котельной 110 |
ВЫВОДЫ 112 |
Глава 5. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ТЕХНИКО- 1 ! I |
ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ
ЧАСТОТНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ !
ТУРБОМЕХАНИЗМОВ С ДВУХСКОРОСТНЫМИ АД 115 |
5.1. Известные методики оценки энергетической эффективности 1
регулирования производительности турбомеханизмов 116 |
5.1.1. Анализ известных методик пб:
5.1.2. Методика на основе расчета КПД турбомеханизма 118 |
5.1.3. Расчет при регулировании методом дросселирования 123 |
5.1.4. Управление производительностью регулированием частоты
вращения 1
5.2. Методика расчета энергетической эффективности
| турбомеханизма с двухскоростным частотно-регулируемым
:электроприводом :
5.3. Сравнительная оценка энергетической эффективности при
1 частотном и дроссельном регулировании производительности
дутьевого вентилятора с двухскоростным АД
5.4. Оценка энергетической эффективности частотного
регулирования с переключением обмоток двухскоростного АД ,
[ 5.5. Внедрение результатов диссертационной работы
!ВЫВОДЫ :
I ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ ;

мскгропнтмт» ' (* % т ивштюытт)

Рис. 1.12. Распределение кратковременных нарушений по времени и глубине провалов напряжения в высоковольтной сети
В период с 1997 по 2006 гг. на теплостанциях г. Москвы было установлено более 50 высоковольтных ЧРП для мощных механизмов [57]. В табл. 1.7 показаны общее число остановов теплостанций г. Москвы за 2000-2006 гг. по причине перебоев электроснабжения и доля этих остановов для теплостанций с установленными ЧРП. Таблица составлена на основе данных, предоставленных предприятиями ОАО «МОЭК».
Таблица 1.
Остановы теплостанций ОАО «МОЭК» за 2000-2006 г. из-за нарушений
параметров системы электроснабжения [57]
Количество остановов по годам
2000 2001 2002 2003 2004 2
Всего остановов 105 119 131 187 124
Останов теплостанций с установленными ЧРП сетевых насосов и тягодутьевых механизмов 7 7 11 28 39
Как видно из таблицы, частотно-регулируемый электропривод вносит существенное количество дополнительных остановов теплосетей из-за своей чувствительности к параметрам электроснабжения.