Шкаф пускового устройства ШПТУ, ШПТУ-КЧ, ШПТУ-В, ШПТУ-И (ЭКРА НПП, ООО)

Технические характеристики

Конструкция

Шкаф пускового устройства состоит из изолированных функциональных отсеков:

o высоковольтные модульные (3 шт.) — содержат выкатные модули с высоковольтными тиристорами, оснащены механическими и электрическими блокировками; токоведущие части закрыты подвижной изолирующей шторкой;

o высоковольтный шинный — имеет возможность ввода/вывода силовых шин (кабелей) сверху и снизу в любой комбинации;

o низковольтные (3 шт.) — содержат терминал управления и защит (отсутствует в ШПТУ-И); реле и клеммы внешних подключений.

Обслуживание шкафов – одностороннее (двухстороннее – по заказу). Задние стенки шкафов – съемные.

Номинальное напряжение, кВ 3, 6, 10;

Номинальный ток главных цепей, А 120, 250, 450, 600, 930, 1100;

Мощность запускаемых двигателей, кВт до 17 000;

Напряжение питающей сети системы управления переменного или постоянного тока, В 220;

Степень защиты по ГОСТ 14254-96 IР20 и др.;

Габаритные размеры ШхГхВ, мм от 1200х1000х2000 до 1800х1000х2000 и др.;

Механическое исполнение по ГОСТ 17516.1-90 М39;

Охлаждение воздушное принудительное.

Функциональные характеристики терминала системы управления и защит

Микропроцессорная система управления на базе DSP процессоров фирмы ANALOG DEVICES, позволяющая обеспечить:

— реализацию гибких алгоритмов управления;

— беспроводную систему управления тиристорами посредством оптоволоконного интерфейса;

— хранение заданных уставок, параметров настройки;

— широкий набор функций управления и максимально удобный пользовательский интерфейс, использующий ЖКИ, функциональную клавиатуру управления, светодиодную диагностику;

— мониторинг, регистрацию и хранение параметров штатных и аварийных режимов.

Возможность последовательного пуска нескольких электродвигателей с разными токовыми и временными характеристиками пуска;

Задание формы пускового тока; установка и выбор параметров начального (толчкового) импульса тока;

Самодиагностика устройства:

— неисправности системы управления и внутренних источников питания;

— неисправности силовой части до и после пуска (пробой тиристоров);

— неисправности элементов системы управления; Функции промышленного контроллера:

— перепрограммируемые дискретные входы и выходы;

— выходные аналоговые каналы, гальванически развязанные от системы управления (4 канала);

— входные аналоговые каналы: тока и напряжения; быстроизменяющихся сигналов (опция); медленно изменяющихся сигналов (опция);

— каналы связи: RS485; Ethernet (опция); USB-порт (опция);

— программные протоколы: ModBus RTU (ModBus Plus, ModBus TCP/IP, Profibus DP -опции).

Состав защит:

— максимально-токовая защита двух видов (аппаратная и программная);

— перегрузка по току (время-токовая защита);

— затянувшийся пуск (превышение заданного времени пуска);

— асимметрия по токам (дисбаланс токов);

— неполнофазный режим (потеря фазы);

— неправильная последовательность фаз;

— повышенное силовое напряжение;

— пониженное силовое напряжение;

— защита от работы в недопустимых температурных режимах (опция);

— дуговая защита;

— защита от превышения допустимого уровня влажности (опция);

— внешние неисправности (до 2-х отдельных входов);

— защита от открывания дверей высоковольтных секций шкафа.

Состав пульта управления пускового устройства

— блок процессора,

— ЖКИдисплей, декоративно-защитная пультовая панель, блок светодиодов (см. рисунок 4);

— канал связи RS485.

Системы плавного пуска

Устройства плавного пуска серии ШПТУ разработки НПП «ЭКРА» предназначены для плавного пуска синхронных и асинхронных двигателей среднего напряжения (3-15) кВ мощностью до 17 МВт, а исполнения с преобразованием частоты обеспечивают работу синхронных двигателей с регулированием частоты

вращения. Устройства также позволяют выполнять плавное, без броска тока намагничивания, включение в сеть трансформаторов мощностью до 100 МВА, напряжением включаемой обмотки до 15 кВ, при этом пусковой ток трансформатора не превышает номинального значения тока холостого хода.

Устройства плавного пуска серии ШПТУ представляют собой тиристорные преобразователи, выполненные по схеме регулятора напряжения или преобразователя частоты с управляемым выпрямителем и зависимым инвертором тока.

Устройства плавного пуска серии ШПТУ обеспечивают возможность регулирования величины и скорости нарастания пускового тока, позволяют осуществлять пуск двигателей и трансформаторов от источников ограниченной мощности. Благодаря этому обеспечивается надежная работа агрегатов, продлеваются сроки эксплуатации оборудования, снимаются ограничения на число пусков двигателя, позволяя рационально использовать оборудование и экономить электроэнергию.

Режим работы ШПТУ с фазовым управлением — повторно-кратковременный с временем непрерывной работы до (90 +/- 5)с при величине пусковых токов (2,5 — 3) от номинального значения с последующей паузой не менее 10 мин (3 пуска подряд с временем пуска до 30 с).

Устройства ШПТУ-ВИ осуществляют частотный пуск двигателей с пусковыми токами не более номинального значения для механизмов с «вентиляторной» нагрузкой и не более 1,2 от номинального значения для механизмов с большим статическим моментом.

Режим работы ШПТУ-ВИР — длительный, с регулированием частоты вращения двигателей при величине токов, равных номинальному значению.

На базе устройств серии ШПТУ разработаны и успешно эксплуатируются СИСТЕМЫ, включающие дополнительно (см. таблицу) шкафы ШПКА с коммутационной аппаратурой разработки НПП «ЭКРА», и/или ячейки типа КРУ, КСО и т.п. для реализации на объекте схемы пуска любого количества двигателей/трансформаторов от одного или нескольких устройств ШПТУ.

Виды СИСТЕМ:

система плавного пуска (СПП) одного или автоматизированного процесса последовательных пусков группы асинхронных и синхронных высоковольтных двигателей;

система плавного включения (СПВ) трансформаторов без броска тока намагничивания; система частотного регулирования (СЧР) выбранного синхронного двигателя.

Состав поставки СИСТЕМЫ

Подключения ШПТУ к секциям шин питающего напряжения осуществляется стандартными высоковольтными ячейками с выключателями и комплектом защит.

Подключение ШПТУ к запускаемым двигателям/трансформаторам на время плавного пуска/включения осуществляется устройствами типа ШПКА с высоковольтными вакуумными выключателями или контакторами, либо стандартными высоковольтными ячейками.

СИСТЕМА для пуска высоковольтных двигателей мощностью выше 5 МВт может оснащаться дифференциальной защитой.

Достоинства устройств ШПТУ:

— безопасность обслуживающего персонала персонала: блокировка дверей секций высокого напряжения, контроль положений выкатных силовых блоков, наличие шторочного механизма, исключающего прикосновение к высоковольтным токоведущим частям устройства, находящимся под напряжением, и др.;

— удобство работы из-за наличия сенсорной панели пульта управления;

— обеспечение максимальной оперативности при проведении профилактических и ремонтных работ благодаря выкатной конструкции силовых блоков;

— высокая надежность, основанная на использовании передовых технических решений и применении комплектующих лучших мировых производителей;

— максимальный набор функциональных возможностей;

— увеличенная информационность.

Электрическая изоляция силовых цепей устройств ШПТУ соответствует ГОСТ 1516.3 96 и выдерживает испытательное напряжение переменного тока частотой 50 Гц 32 или 42 кВ для ШПТУ с номинальным напряжением главных цепей 6 или 10 кВ, соответственно.

Условия эксплуатации

— диапазон рабочих температур окружающего воздуха от 1 до 45 °С;

— относительная влажность воздуха не более 80 % при 25 °С (без конденсации влаги);

— высота над уровнем моря не более 1000 м.

— атмосферное давление от 86,6 до 106,7 кПа;

— тип атмосферы – II промышленная;

— место установки — закрытое помещение;

— рабочее положение в пространстве – вертикальное, отклонение до 5 ° в любую сторону.

Основные функциональные характеристики СПП

— управление последовательным пуском нескольких двигателей от одного или более пусковых устройств;

— диагностика состояния элементов СПП (высоковольтные коммутационные аппараты, двигатели и агрегаты);

— мониторинг происходящих событий в СПП (за последние 30 дней);

— мониторинг действующих значений фазных токов и линейных напряжений во время пуска;

— мониторинг мгновенных значений фазных токов и линейных напряжений аварийных пусков (последние пять пусков);

— интегрирование СПП в состав АСУ ТП объекта и/или АСУ энергетика объекта.

Структура построения СПП

— устройства верхнего уровня: автоматизированное рабочее место энергетика (оператора) на базе персонального компьютера или на базе программируемого промышленного контроллера (АРМ энергетика);

— устройства среднего уровня: программируемые контроллеры;

— устройства нижнего уровня: пусковые устройства плавного пуска и коммутационное оборудование, блоки дискретного и аналогового ввода/вывода;

— стандартные полевые (промышленные) и компьютерные сети для коммуникации устройств: RS485, RS232, Ethetnet и USB.

Основные функции АРМ энергетика

— контроль состояния основных элементов СПП;

— управление пуском электродвигателей (окно «Мнемопанель»);

— организация журнала регистрации событий, тревог и действий оператора, а также ведение базы данных по СПП;

— просмотр и изменение пусковых уставок электродвигателей;

— предупредительная и аварийная сигнализация по СПП;

— организация исторических трендов пусковых токов и линейных напряжений;

— возможность осуществления обмена информацией с другими программными средствами, устанавливаемыми на этой же технической платформе, или по каналам связи (OPC, SQL, ModBus Plus);

— возможность организации АСУ оборудования релейной защиты и автоматики РЗА.

Q1-Q4 – рабочие ячейки; QF1, QF2 – сетевые ячейки; К1-К4 – пусковые ячейки; М1хМ4 – двигатели АРМ энергетика. Окно «Мнемопанель»