Пояснительная записка дипломного проекта на тему «Реконструкция бойлерных установок отэц-1 с применением пластинчатых подогревателей»
|
Скачать 1.24 Mb.
|
|
Применение частотного привода на насосах подпитки теплосети Частотный способ является одним из наиболее перспективных и широко используемых в настоящее время способов регулирования скорости асинхронного двигателя. Принцип его заключается в том, что, изменяя частоту  питающего асинхронный двигатель напряжения, можно в соответствии свыражением  изменять его синхронную скорость  , получая тем самым различные искусственные характеристики. Этот способ обеспечивает плавное регулирование в широком диапазоне, получаемые характеристики обладают высокой жёсткостью. Частотный способ к тому же отличается ещё одним важным свойством: при регулировании скорости АД не происходит увеличения его скольжения, как это имеет место, например, при реостатном регулировании. Поэтому при этом способе регулирования потери скольжения оказываются небольшими ( ), в связи с чем частотный способ наиболее экономичен.Наиболее современным является регулирование с помощью преобразователей частоты, которые позволяют плавно регулировать частоту вращения электродвигателя насоса и поддерживать давление в гидросистеме при разных расходах перекачиваемой жидкости. При малых расходах жидкости двигатель насоса вращается с малой скоростью, необходимой только для поддержания номинального давления, и не расходует лишней энергии. При увеличении расхода жидкости преобразователь увеличивает частоту вращения электродвигателя, повышая производительность насоса при сохранении заданного давления. Современные преобразователи частоты позволяют создавать системы управления без дополнительных аппаратных средств, т. к. имеют встроенные программные функции, позволяющие реализовывать узел сравнения и ПИД-регулятор. Для реализации системы требуется только внешний датчик давления. Управляемые преобразователи частоты выполняются как полупроводниковые преобразователи в виде неуправляемых и управляемых выпрямителей, автономных инверторов напряжения и тока, инверторов, ведомых сетью, преобразователей частоты с непосредственной связью. Для устранения искажения формы напряжения сети в преобразователях применяют фильтрокомпенсирующие устройства. Виды преобразователей и их комбинации определяются типом электродвигателя и задачами управления, мощностью, диапазоном регулирования, необходимостью рекуперации энергии в сеть, влиянием преобразователей на питающую сеть. На рисунке показана функциональная схема регулирования электродвигателя насоса с помощью преобразователя частоты. Наиболее современным и перспективным является преобразователь частоты (ПЧ), в котором реализована технология многоуровневой широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Она основана на сложении напряжения от отдельных последовательно соединённых по выходу силовых блоков. Тем самым осуществляется формирование выходного напряжения. Преобразователь частоты Л-Старт предназначен для частотного пуска и регулирования скорости вращения АД мощностью в диапазоне 250-3150 кВт, с номинальным напряжением 3 кВ, оснащенных короткозамкнутым ротором. Применение ПЧ обеспечивает:
К питающей сети напряжением 3 кВ подключен первичными обмотками входного трансформатора. Питание к силовым блокам подключается с вторичных обмоток с входного трансформатора по схеме коммутации, которая обеспечивает работу диодных выпрямителей, за счёт чего снижаются колебания тока в сети. Уровень вызываемых ПЧ колебаний тока и напряжения в сети соответствует стандарту IEEE Std. 519 – 1992. Применяемое оборудование не требует установки фильтров на входе, а также устройств защиты других потребителей от помех, вызываемых связанными с работой ПЧ колебаниями в сети. Максимальный входной КПД ПЧ составляет 0,96. ПЧ не требует установки компенсационных конденсаторов для компенсации реактивной мощности.
Установка силовых блоков ПЧ производится из расчёта 3 штуки на фазу, что соответствует семи уровням формирования выходного напряжения. Такое решение эффективно снижает уровень пульсаций на выходе. При этом форма выходного напряжения максимально приближается к правильной синусоиде. Поэтому ПЧ могут применяться для работы с обычными высоковольтными двигателями, при этом не приводят к нагреванию двигателя и снижению его мощности; не имеют ограничений на длину кабеля; не разрушают изоляцию двигателя; нагрузка с переменным моментом не снижает ресурс работы ПЧ.
ВПЧА поставляется заказчику в виде функционально законченного оборудования, в состав которого входят: ячейка с высоковольтным сухим трансформатором специальной конструкции; ячейка силовых модулей с IGBT-транзисторами и с модулем управления ВПЧА (промышленный компьютер с сенсорным экраном). Также поставляются датчики технологических параметров, байпас основного электропитания. Составные части ВПЧА, размещённые в шкафах и имеющие элементы, находящиеся под напряжением, снабжены блокировками, препятствующими включению электроприводов при открытых дверцах и воздействующими на отключение питания электроприводов, или имеют замки для ограничения доступа к составным частям, находящимся под напряжением.
В ПЧ реализован принцип переменный – постоянный – переменный ток. Преобразование из постоянного в переменный ток осуществляется в силовых блоках на IGBT-транзисторах. Входной трансформатор первичной обмоткой подключается к трёхфазной сети напряжением 3 кВ. Вторичные обмотки соединены по схеме треугольник при условии, что каждая последующая группа вторичных обмоток отличается фазовым смещением трансформируемого напряжения. Сдвиг фазы напряжения на последующей группе вторичных обмоток определяется результатом деления 60 угловых градусов на количество групп вторичных обмоток (или количество силовых блоков). Последовательное включение силовых блоков позволяет организовать работу ПЧ в режиме многоуровневого ШИМ преобразования. Схема силового блока приведена на рисунке 4. Входные цепи R, S, T подключаются к низкому трёхфазному напряжению вторичной обмотки трансформатора. Напряжение с трансформатора через диодный выпрямитель заряжает конденсаторы. Накопленная в конденсаторах электрическая энергия расходуется однофазным мостом, состоящим из IGBT-транзисторов Q1 – Q4, для формирования напряжения ШИМ на выходах L1, L2. Силовой блок, получив по оптоволоконному кабелю управляющий сигнал на открытие и закрытие IGBT-транзисторов, формирует ширину импульса выходного напряжения одной фазы. Каждая фаза имеет только три возможных значения выходного напряжения:
соответствуют 1;
и L2 соответствуют 0. Силовые блоки имеют функцию «байпас». При возникновении в каком-нибудь блоке неисправности, при которой невозможно продолжение работы, на данном силовом блоке и двух других блоках, работающих с ним в одной группе (в двух других фазах) в целях обеспечения дальнейшей работоспособности автоматически включается байпас. При этом Q1, Q2 блокируют выход, управляемый тиристор открывается, и подаётся сигнал о включении байпаса. При включении байпаса силового блока снижается номинальное выходное напряжение ПЧ, т. к. количество силовых блоков на фазу оказывается меньше положенного. Таким образом, обеспечивается автоматическая работа ПЧ без внешнего вмешательства. Рисунок 4 – Принципиальная схема силового модуля с IGBT-транзисторами
Система управления состоит из контроллера PLC и промышленного компьютера. Связь между компонентами системы управления показана на рисунке 5. Система управления ВПЧА реализована на базе промышленного компьютера с сенсорным экраном. Окно главного пользовательского интерфейса имеет 13 виртуальных функциональных кнопок и отображает 8 параметров работы ВПЧА:
входное напряжение, выходное напряжение. Рисунок 5 В автоматическом режиме регулирование давления осуществляется контроллером. Контроллер имеет три оптоволоконных концентратора, одну главную панель управления, одну сигнальную панель и два блока питания. Питание подаётся от переменного тока напряжением 220 В и от основного высоковольтного источника для обеспечения работы при неисправностях сети питания напряжением 220 В. Оптоволоконные концентраторы с помощью оптоволоконного кабеля соединяются с силовыми блоками. На группу блоков одной фазы приходится один концентратор. Блоки питания подают напряжение на контроллер и PLC. Оптоволоконный концентратор посылает по оптоволоконным линиям силовым блокам сигнал о ширине импульса (PWM) или о режиме работы. Получив сигнал, силовой блок сразу подаёт команду и сигнал о требуемом состоянии. Кроме этого, силовые блоки направляют в оптоволоконные концентраторы сигнал с кодом неисправности. Сигнальная панель собирает сигналы о входящем напряжении и токе, а также о напряжении и токе на выходе. Также она обрабатывает сигнал управления, фильтрует и рассылает его. Разосланный сигнал даёт задание на преобразователь частоты, и происходит подключение преобразователя к одному из насосов. Контроллер управляет всей автоматикой, открывает и закрывает необходимые задвижки. В ручном режиме станция управляется с поста оператора, куда поступает информация о режиме работы станции, об аварии в системе, о работающих насосах и состоянии задвижек. Ручной режим является аварийным и необходим только для работы, когда невозможен автоматический режим работы системы управления.
Оборудование работает в соответствии с технологическим режимом предприятия. Одновременно в работе может находиться только один двигатель, питающийся от ВПЧА. Частотным регулированием поддерживается лишь давление на выходе. Частотные преобразователи включаются в разрыв существующей цепи питания электродвигателей. Электропитание ВПЧА осуществляется от существующих силовых ячеек, для чего прокладываются новые кабельные трассы от силовых ячеек до ВПЧА и от ВПЧА до электродвигателей подпиточных насосов. ПЧ подключен к электрической сети через автоматический выключатель. Существующие кабельные проводки от электродвигателей необходимо зарезервировать.
Стандартная комплектация включает в себя шкаф трансформатора и шкаф силовых блоков и управления. В шкаф трансформатора установлен трансформатор, вторичные обмотки которого имеют одинаковую величину фазового сдвига напряжения последующей группы относительно предыдущей группы обмоток. Каждая группа формирует трёхфазное напряжение питания для одного силового блока. В верхней части установлен вентилятор охлаждения. На двери шкафа установлен датчик температуры сухого трансформатора, который обеспечивает контроль температуры трансформатора, сигнализацию и защиту от перегрева. С внутренней стороны двери установлен концевой выключатель. При открытии двери концевой выключатель срабатывает, включая сигнализацию. Силовые блоки устанавливаются на специальные полки-направляющие и закрепляются. На задней стенке предусмотрен выход воздуха для охлаждения. Холодный воздух проходит через фильтрующий слой в передней двери и обдувает радиаторы силовых блоков. Охлаждение осуществляется вентилятором в верхней части шкафа. С внешней стороны двери имеется специальный фильтрующий слой, проходя через который воздух фильтруется и попадает внутрь шкафа для охлаждения. Установленные внутри шкафа силовые блоки имеют одинаковые электрические и механические параметры. На силовые блоки подаётся трёхфазное питание с вторичных обмоток силового трансформатора. Они защищены предохранителями, соединены последовательно, образуя фазные группы.
Сетевые насосы № 8, 9, 21 питаются от двигателей типа ДАМСО-14-8-4, сетевой насос №22 – от двигателя типа DKR-5023-4. Технические характеристики двигателей представлены в таблице 23. Таблица 23
Удельный расход электроэнергии для любого режима работы насоса  ,  :Э  = 0,00272  , (81)где H – действительный напор, развиваемый насосом при данном режиме работы, м.вод.ст.;  - КПД электродвигателя; - КПД насоса.Удельный расход электроэнергии для сетевого насоса типа КРНА-400/700/64М определяется по формуле (81): Э  = 0,00272 Удельный расход электроэнергии для сетевого насоса типа 10НМКх2 определяется по формуле (81): Э  = 0,00272 Удельный расход электроэнергии для всех сетевых насосов действующей бойлерной установки  , :
В качестве электродвигателей сетевых насосов выбираем двигатели типа А-4-400У-4У3, технические характеристики которых приведены в таблице 24. Таблица 24
Удельный расход электроэнергии для сетевого насоса СЭ-1250-140-11 определяется по формуле (81): Э = 0,00272 Удельный расход электроэнергии для трёх насосов: 
 Экономия электроэнергии  , кВтч/год: , (82)где  - производительность насоса,  .   
Расчётный ток  , А: , (83)где  - расчётная активная мощность, кВт;n = 1- количество кабелей;  3 - коэффициент нагрузки. АСечение кабельной линии  ,  : , (84)где   - экономическая плотность тока /8, 266/. Выбираем кабель АСБ-6-3х50 – кабель с алюминиевыми жилами, с бумажной пропитанной изоляцией в свинцовой оболочке с бронёй из стальных лент с защитным покровом из кабельной пряжи, пропитанной битумом. Кабель проложен в туннелях. Для данного типа кабеля: Iдл.доп .= 165 А; /9, 342/ r0 = 0,62 Ом/км; х0 = 0,083 Ом/км. /8, 576/
Длительно допустимый ток кабеля с учётом прокладки,  , А: , (85)где kп = 1 – поправочный коэффициент на количество кабелей, проложенных в одной траншее; kt = 1 – поправочный коэффициент на температуру окружающей среды.  А.Проверка условия:  165 > 147,86 – условие выполняется.
Ток одного кабеля в послеаварийном режиме  , А: (86) АКоэффициент аварийной перегрузки в зависимости от вида прокладки кабеля, коэффициента предварительной нагрузки и длительности максимума  : (87)  /9, 51/.Допустимый ток кабеля в послеаварийном режиме  , А: (88) АПроверка условия:  214,5 > 292 – условие не выполняется. Выбираем кабель АСБ - 6 - 3х150.  А /9, 342/. Проверка условия: 292,5 > 292 – условие выполняется.
 (89) %Проверка условия:   %5 % > 0,18 % - условие выполняется.
Схема замещения для расчёта тока короткого замыкания представлена на рисунке 6.        Рисунок 6 Электроснабжение ОТЭЦ-1 осуществляется от турбогенераторов типа ТВФ номинальной мощностью 63 МВт через трёхобмоточные блочные трансформаторы и затем через трансформаторы собственных нужд типа ТМ. Распределение электроэнергии 3 кВ осуществляется через комплектное распределительное устройство (КРУ). Базисный ток  , кА: , (90)где  МВА - базисная мощность; кА - базисное напряжение, кВ. кАОтносительное реактивное сопротивление для генератора  : , (91)где  = 0,125 - сверхпереходное реактивное сопротивление по продольной оси полюсов; - номинальная мощность генератора, МВА; , (92) МВАВ работе находятся три генератора общей мощностью  , МВА: МВА Реактивное сопротивление токопровода в относительных единицах  : , (93)где  Ом/км - удельное реактивное сопротивление токопровода /9, 121/;l = 110 м – длина токопровода.  Относительное реактивное сопротивление для трансформатора .Блочный трансформатор типа ТДТН-10000/110:   (94)  (95) Относительное реактивное сопротивление для кабельной линии .Марка кабеля АСБГ - 3 - 3х150.  , (96)где  Ом/км - удельное реактивное сопротивление кабельной линии, Ом/км;l = 0,095 км – длина кабельной линии.  К КРУ подводится 8 кабелей. Эквивалентное сопротивление их мало, им можно пренебречь. Сопротивление двухобмоточного трансформатора в относительных единицах . Трансформатор типа ТМ-10000/35.  , (97)где  . /10,215/ Сопротивление кабельной линии, отходящей к двигателю сетевого насоса : Суммарное сопротивление  : (98) Установившееся значение тока короткого замыкания  , кА: , (99)где Е = 1,13- ЭДС генератора в относительных единицах /9, 150/.  кА (100)где - ток короткого замыкания, кА;С = 95  – коэффициент изменения температуры /9, 53/; =0,57 с – приведённое время КЗ /9, 52/.Термически стойкое к токам короткого замыкания сечение  , : мм2Окончательно принимаем кабель марки АСБ-6-3х150. 5.2.2.Выбор автоматических выключателей Для защиты электродвигателей насосов выбираем выключатели вакуумные типа ВБЛ-10-20/630У3 на напряжение 10 кВ. Выключатель изготовлен в климатическом исполнении У категории размещения 3 по ГОСТ 15150. Технические характеристики выключателя представлены в таблице 25. Таблица 25
Выключатель выбирается по условиям:
где  - номинальное напряжение выключателя, кВ; - номинальное напряжение двигателя, кВ. - условие выполняется.
где  - номинальный ток выключателя, А. - условие выполняется.
где  кА - номинальный ток отключения /таблица 22/.Проверка условия:  - условие выполняется.
 ,где  - начальное действующее значение с учётом апериодической составляющей тока включения, кА; - начальное действующее значение тока короткого замыкания, кА; , (101)где  кА - значение периодической составляющей тока короткого замыкания в начальный момент времени, кА; - ударный коэффициент, зависящий от постоянной времени апериодической составляющей тока короткого замыкания /9, 143/. кАПроверка условия:  - условие выполняется.
термической стойкости  должен удовлетворять неравенству: ,где  - сила тока термической устойчивости, кА /таблица 22/; - номинальное расчётное время термической устойчивости, с /таблица 22/.  - условие выполняется.
Таблица 26 – Динамика основных технико-экономических показателей деятельности базового проекта за 2004 – 2006 гг.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, %:
,
,
,
:
в течение времениПохожие:
 |
Пояснительная записка дипломного проекта: Разработка устройства идентификации... Учреждение образования Гомельский государственный дорожно-строительный колледж имени Ленинского комсомола Белоруссии |
 |
Методические указания к выполнению дипломного проекта для студентов... Целью дипломного проекта может являться изучение, решение и исследование как общетеоретических проблем, так и задач, имеющих прикладное... |
|
Дипломный проект студента Ургупс. На тему: «Создание учебного лабораторного... Содержание дипломного проекта соответствует требованиям, предъявленным к дипломным проектам |
|
Пояснительная записка 7 Обоснование актуальности проекта. 7 Перспективы дальнейшей реализации результатов выполнения проекта в течение ближайших пяти лет 6 |
|
Правительство москвы система нормативных документов в строительстве Мгсн 01-03 Бестраншейная прокладка коммуникаций с применением микротоннеллепроходческих комплексов и реконструкция трубопроводов... |
|
Пояснительная записка к курсовому проекту на тему: "Защита информации... Пояснительная записка содержит описание разработанной программы и руководство по ее использованию. Также в ней приводится описание... |
|
Пояснительная записка состав проекта том Основная (утверждаемая) часть проекта планировки «Яблоновское городское поселение» от 26 сентября 2016 года №592 «О мероприятиях по подготовке проекта планировки территории совместно... |
|
Верхоянский муниципальный район Республики Саха (Якутия) Схема территориального... Материалы по обоснованию проекта Схемы территориального планирования (Пояснительная записка) |
|
Дипломный проект В вводной части проекта рассказывается о предприятии в целом его виде деятельности, и о котельной данного предприятия. Также идет... |
|
Генеральный план том 1 Пояснительная записка (материалы по обоснованию... Том Генеральный план деревниМалышево Сосновского муниципального района Челябинской области. Пояснительная записка (материалы по обоснованию... |
|
Пояснительная записка состав проекта том Основная (утверждаемая) часть проекта планировки Схема границ зон с особыми условиями использования территорий и границ территорий объектов культурного наследия |
|
Пояснительная записка состав проекта часть Постановления администрации муниципального образования «Яблоновское городское поселение» от 20 октября 2016 года №641 «О мероприятиях... |
|
Пояснительная записка состав проекта часть Леляевны в соответствии с заданием на проектирование, на основании Постановление администрации муниципального образования «Яблоновское... |
|
Пояснительная записка к проекту профессионального стандарта «Оператор... Общая характеристика вида профессиональной деятельности, трудовых функций |
|
Пояснительная записка к проекту ... |
|
Пояснительная записка к проекту «Реконструкция пс №751 Гавриково замена масляных выключателей 110кВ на элегазовые на пс №751 Гавриково мвс филиала пао "моэск"» |