Методические указания по выбору и применению асинхронного частотно-регулируемого электропривода мощностью до 500 квт врд 39 10-052-2001
|
Скачать 1.04 Mb.
|
|
ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ГАЗПРОМ" ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ «Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - ВНИИГАЗ» Система нормативных документов в газовой промышленности ВЕДОМСТВЕННЫЙ РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫБОРУ И ПРИМЕНЕНИЮ АСИНХРОННОГО ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА МОЩНОСТЬЮ ДО 500 кВТ ВРД 39-1.10-052-2001 УДК 62-83 (083.74) Дата введения 22.11.2001 г. Предисловие РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью «Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - ВНИИГАЗ», Управлением энергетики ОАО "ГАЗПРОМ" СОГЛАСОВАН Начальником Управления энергетики ОАО «ГАЗПРОМ» Г.Р. Шварцем 21.11.2001 г. ВНЕСЕН Управлением энергетики ОАО «ГАЗ ПРОМ» УТВЕРЖДЕН Членом Правления ОАО «ГАЗПРОМ» Б.В. Будзуляком 22.11.2001 г. ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ 22.11.2001 г. ВВОДИТСЯ ВПЕРВЫЕ ИЗДАН Обществом с ограниченной ответственностью «Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - ВНИИГАЗ» ВВЕДЕНИЕ Настоящее Руководство разработано для применения производственными, проектными и научными организациями ОАО «Газпром» при проектировании строящихся и техническом перевооружении существующих объектов, оснащаемых частотно-регулируемым асинхронным электроприводом мощностью до 500 кВт, с целью повышения эффективности технологических процессов в газовой промышленности. В ведомственном руководящем документе «Методические указания по выбору и применению асинхронного частотно-регулируемого электропривода мощностью до 500 кВт» изложены основные требования и расчетные соотношения по выбору и применению частотно-регулируемого асинхронного электропривода, его составных элементов и устройств. Руководство разработано коллективом сотрудников ООО «ВНИИГАЗ». Разработчики: Комягин А.Ф., главный научный сотрудник, д.т.н., академик АГН., Штин Е.А., ведущий инженер. Руководитель разработки: Медведев В.А., начальник лаборатории комплексных систем электропривода в технологических процессах, ООО «ВНИИГАЗ». В разработке принимали участие представители Управления энергетики ОАО «ГАЗПРОМ»: Лезнов В.Б., зам.начальника отдела; Матвейчук П.А., главный технолог, к.т.н. 1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 1.1 Область применения Одной из тенденций в области энергосберегающих технологий последних лет является применение частотно-регулируемых приводов на основе асинхронных короткозамкнутых электродвигателей и полупроводниковых преобразователей частоты, снижающих потребление электрической энергии, повышающих степень автоматизации, удобство эксплуатации оборудования и качество технологических процессов. На производственных объектах газовой промышленности установлены десятки тысяч асинхронных электродвигателей мощностью до 500 кВт и напряжением до 1000 В. Они используются в качестве приводов вспомогательных устройств, обслуживающих основное технологические оборудование и производственные процессы, в основном это вентиляторы и насосы. Существуют различные способы управления производительностью вентиляторов и насосов: дросселирование нагрузки, снижение единичной мощности агрегатов и увеличение их количества и т.д. Наиболее эффективным способом является регулирование скорости вращения. Применение частотно-регулируемого привода на насосах и вентиляторах позволяет обеспечить снижение потребляемой мощности на 530% за счет исключения в водяных и воздушных трактах дросселей и заслонок, а также улучшения технологических процессов. Наряду с этим частотно-регулируемый привод дает ряд дополнительных преимуществ: - экономию тепла в системах горячего водоснабжения за счет снижения потерь воды, несущей тепло; - возможность создавать при необходимости напор выше номинального; - уменьшение износа основного оборудования за счет плавных пусков, устранение гидравлических ударов, снижение напора; - снижение шума; - возможность комплексной автоматизации систем; - возможность оптимизации выбора оборудования и его комплектной поставки. 1.2 Общие положения Структурная схема частотно-регулируемого привода с его составными элементами и преобразователем приведена на рис. 1.  Рис. 1 Структурная схема частотно-регулируемого привода 1 - кабель сети, 2 - сетевые предохранители, 3 - автоматический выключатель, 4 - сетевой дроссель, 5 - фильтр радиопомех, 6 - преобразователь частоты, 7 -тормозной резистор, 8 - синус (L-R-C) фильтр, 9 - тепловое реле, 10 - кабель двигателя, 11 - асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, 12 - заземление Как видно из рисунка, частотно-регулируемый привод нужно рассматривать в совокупности с источником электроснабжения, коммутационными аппаратами, кабелями сети, кабелями двигателя, кабелями управления, фильтрами, заземлением, дополнительными устройствами, электродвигателем, преобразователем частоты, а также условиями их монтажа на объекте и режимами работы всего оборудования. В ведомственном руководящем документе «Методические указания по выбору и применению асинхронного частотно-регулируемого электропривода мощностью до 500 кВт» изложены основные требования и расчетные соотношения по выбору параметров частотно-регулируемого асинхронного электропривода, его составных элементов и устройств. Эти требования и расчеты дополняют ГОСТ 24607-88 «Преобразователи частоты полупроводниковые. Общие технические требования» в части применения его на объектах ОАО «Газпром». Дополнительные рекомендации основываются на российских и приведенных в справочном Приложении А зарубежных стандартах и нормах. 1.3 Нормативные ссылки В настоящем ВРД сделаны ссылки на следующие стандарты: - ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения»; - ГОСТ 24607-88 «Преобразователи частоты полупроводниковые. Общие технические требования»; - ГОСТ 26567-85 «Преобразователи частоты полупроводниковые. Методы испытаний»; - Международные и национальные стандарты стран, регламентирующие применение частотно-регулируемого асинхронного электропривода (приведены в справочном Приложении А). 2 ВЫБОР И СОГЛАСОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА В составе частотно-регулируемого асинхронного электропривода выбор и согласование параметров преобразователя частоты и асинхронного короткозамкнутого двигателя является главным вопросом. Для выбора двигателя и преобразователя частоты нужно учитывать следующие параметры [1]: - диапазон регулирования частоты вращения двигателя (для определения числа полюсов двигателя и номинальной частоты вращения двигателя); - нагрузочную характеристику (она определяет ограничения, связанные с охлаждением двигателя и выходом в зону ослабленного поля, т.е. на частоту вращения ротора двигателя выше его номинальной по техническим условиям на двигатель); - требуемый крутящий момент двигателя (он требуется для определения мощности двигателя); - тип и мощность преобразователя частоты, учитывая следующие особенности: - управление одним двигателем или группой; - двигатель погружной; - двигатель взрывозащищенный; - двигатель двухскоростной. Выбор преобразователя частоты и двигателя для вентилятора/насоса сводится к выполнению алгоритма, представленного на рис.2. Алгоритмы описываются ниже приведенными формулами. Расчет требуемого крутящего момента на валу двигателя  , (н·м). (2.1) , (кгс·м). (2.2)где РН - мощность нагрузки в кВт; N - число оборотов двигателя, об/мин; ТН - крутящий момент на валу двигателя, (н·м) или (кгс·м). Необходимо проверять мощность на валу с учетом момента нагрузки и условий окружающей среды. Обычно когда температура уменьшается, мощность на валу увеличивается [2]. Предварительный выбор двигателя/преобразователя на основе данных и расчетов а) Выбор мощности двигателя: РДВ. > РНАГРУЗКИ, (кВт). Мощность двигателя должна быть больше мощности нагрузки. б) Выбор мощности преобразователя частоты. Мощность преобразователя частоты выбирается так, чтобы номинальный ток двигателя (IДВ) был меньше или равен току на выходе преобразователя частоты (IПЧ) IПЧ IДВ, А. Расчет момента инерции JB - момент инерции вентилятора (кг·м2) берется из Технических условий завода-изготовителя;  - эффект маховика (кгс·м);  ;JДВ - момент инерции двигателя (кг·м2) берется из Технических условий завода-изготовителя. Суммарный момент инерции равен  . (2.3)Примечание. Когда между двигателем и вентилятором передача крутящего момента осуществляется через шкив и ремень необходимо учитывать момент инерции шкива и проскальзывание ремня. Проверка времени ускорения  (с), (2.4) (с), (2.5)где ta,  - время ускорения, сек; J - суммарный момент инерции, кг · м2, GD2 - суммарный эффект маховика, кгс · м2, N - изменение числа оборотов (об/мин) за период времени ta, ТДВ - номинальный крутящий момент двигателя (Н · м) или  (кгс • м), ТН - момент нагрузки (Н · м) или  (кгс · м), - коэффициент коррекции момента при управлении от преобразователя частоты (1,21,3), ( - корректирующий коэффициент, учитывающий уменьшенный крутящий момент двигателя (13, для постоянного момента 1).Проверка времени замедления  (с), (2.6) (с), (2.7)где - коэффициент, корректирующий момент двигателя (0,1 - 0,3), зависит от КПД двигателя. Если необходимо замедлиться за время внутри периода замедления tB,  , необходимо применять тормозной модуль. Рис. 2 Схема алгоритма выбора преобразователя частоты и двигателя для вентилятора/насоса 3 КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В СОСТАВЕ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА Асинхронные электродвигатели, применяемые в составе частотно-регулируемого электропривода, представлены в таблице 3.1 [3]. Таблица 3.1 - Классификация электродвигателей
3.1 Дополнительные требования к стандартному асинхронному короткозамкнутому самовентилируемому электродвигателю (1LA) при управлении от преобразователя частоты Стандартные асинхронные короткозамкнутые самовентилируемые электродвигатели (АД) наиболее распространены в промышленности. Это обусловлено простотой их конструкции, очень высокой надежностью в эксплуатации, стандартизацией и высоким коэффициентом полезного действия. АД позволяют вносить изменения в конструкцию для удовлетворения специальному применению и различным условиям среды. Фактически они имеют только два недостатка: большой пусковой ток (57 Iном.) и ограниченные возможности регулирования частоты вращения. Асинхронный двигатель общего применения сконструирован так, что оптимальная плотность электромагнитного потока у него при номинале питающего напряжения 200 В и частоте 50 Гц. Когда изменяется частота, необходимо в то же самое время и изменять напряжение питания электродвигателя. Это необходимо в случае поддержания постоянной величины скольжения. При таких условиях управление АД с изменением частоты вращения называется управлением с постоянным соотношением напряжения к частоте U/f. Соотношение U/f - Линейное. Напряжение на двигателе растет линейно с увеличением частоты двигателя. Номинальное напряжение подается на двигатель при номинальной частоте. Линейное соотношение U/f следует использовать в электроприводах с постоянным моментом на валу (не зависящим от скорости рабочего органа). Соотношение U/f - Квадратичное. Напряжение двигателя изменяется по квадратичной зависимости по мере возрастания частоты от 0 Гц до номинальной частоты двигателя. При этом на двигатель подается номинальное напряжение при номинальной частоте. Двигатель работает с уменьшенным магнитным потоком на частотах ниже номинальной. Он имеет меньший критический момент, чем при линейном соотношении U/f, и создает меньше шума. Квадратичное соотношение U/f используется для приводов, в которых требуемый момент пропорционален квадрату скорости. Таковыми являются центробежные вентиляторы и насосы. Частота вращения двигателя при частотном управлении может значительно отличаться от номинальной. Допустимый максимум частоты вращения для стандартных двигателей соответствует их типоразмерам и приведен в таблице 3.2. Таблица 3.2 - Типоразмеры и максимальная допустимая частота вращения стандартных асинхронных двигателей
Выходные токи и напряжение преобразователя частоты в отличие от стандартной сети имеют не синусоидальную форму, а пики, высшие гармоники тока и напряжения, быстрое изменение частоты и напряжения во времени. Это приводит к увеличению напряжения на изоляции двигателя, увеличиваются потери двигателя, его вибрация и шум [4]. Так как техническим условием завода-изготовителя не предусматриваются испытания стандартного асинхронного двигателя при питании его от преобразователя частоты, появляется необходимость в проведении дополнительных проверок двигателя. Международным электротехническим комитетом, в состав которого входит Российская Федерация, принят стандарт МЭК 34-17 «Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, питаемые от преобразователей частоты». Первая редакция стандарта была выпущена в 1992 году, вторая в 1998 году. В первой редакции МЭК 34-17 в целях исключения негативных воздействий на двигатель, питаемый от преобразователя частоты, были введены дополнительные проверки, которые состоят из трех групп: • 1 группа - Общая проверка двигателя при питании от преобразователя частоты; • 2 группа - Проверка двигателя при частоте вращения ротора выше номинальной (при питании от преобразователя частоты); • 3 третья группа - Проверка двигателя при частоте вращения ротора ниже номинальной (при питании от преобразователя частоты). Проверки должны производиться на заводе-изготовителе электродвигателя или поставщика преобразователей частоты по требованию заказчика. Состав проверок приведен на рис. 3.
Рис. 3 Схема проверок двигателя при управлении от преобразователя частоты |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 |
Руководство по эксплуатации (РЭ) распространяется на комплект оборудования... Эпротэт–180–2 (далее называемый комплект), предназначено для правильного использования и эксплуатации, технического обслуживания... |
|
Инструкция по безопасному ведению работ при разведке и разработке... Врд 39 10-049-2001. Правила технической эксплуатации конденсатопродуктопроводов |
 |
Техническое задание Разработка стенда для испытания авиационных генераторов... Целью разработки является создание испытательного стенда, предназначенного для проведения испытаний одного авиационного генератораноминальной... |
|
Документация Равления электрической мощностью 2000 кВт, выходное напряжение генератора Marelli mjh560LA4 10,5 кВ; Газопоршневая электростанция... |
|
О проведении открытого одноэтапного конкурса «Проектирование опытного образца ветро-дизельного энергокомплекса мощностью до 500 кВт с когенерационной технологией утилизацией... |
|
Историография событий социально-экономические и экологические последствия глава 1 В соответствии с постановлением Совета Министров СССР от 29 сентября 1966 г был утвержден план ввода в СССР в течение 1966 1977 гг... |
|
№ у-01043. 01. 60. 15 «Техническое обслуживание частотно-регулируемого... У-01043. 01. 60. 15 «Техническое обслуживание частотно-регулируемого привода (чрп) и электродвигателей чрп нпс-4, нпс-8, нпс-10,... |
|
№ у-00950. 01. 60. 16 «Техническое обслуживание частотно-регулируемого... У-00950. 01. 60. 16 «Техническое обслуживание частотно-регулируемого привода (чрп) и электродвигателей чрп нпс-4, нпс-8, нпс-10,... |
|
Руководство по эксплуатации универсальный блок защиты электродвигателей В/50 Гц, в первую очередь, асинхронных электродвигателей (ЭД), мощностью от 5 кВт до 50 кВт, в том числе и в сетях с изолированной... |
|
Проведение и составление отчёта по поездной практике методические указания Методические указания / А. Г. Куприянов, А. С. Шапшал; Рост гос ун-т путей сообщения. Ростов н/Д, 2001. 12с |
|
Типа квт-10 Квт-10 открытого исполнения с естественным воздушным охлаждением общего назначения, с электромагнитным приводом (в дальнейшем контактор)... |
|
Методические указания n 2001/109 Методические указания предназначены для врачей и лаборантов спк и лечебно-профилактических учреждений, а также всех специалистов... |
|
Методические указания по применению и методам контроля качества дезинфицирующего... Методические указания разработаны Научно-исследовательским институтом дезинфектологии |
|
Методические указания к лабораторным работам по дисциплине “ Методические указания к лабораторным работам по дисциплине “Нормативные документы и должностные инструкции” / А. Г. Куприянов, А.... |
|
Методические указания по применению средства «эридеко 11» «Орион... Методические указания предназначены для персонала лечебно-профилактических |
|
0. 4 В, в утепленном контейнере типа «Север». г. Выборг 2015 раздел... На поставку дизель-генераторной установки номинальной мощностью 60 кВт (75кВА), резервной мощностью 66кВт (82,5кВА), напряжением-... |