Б е л г о р о д с к а я
э л е к т р о щ и т о в а я
к о м п а н и я

щитовое электрооборудование


Высоковольтные преобразователи частоты для синхронных двигателей ПЧСВ



преобразователь частоты 6-10кВ

Высоковольтные преобразователи частоты ПЧСВ по схеме инвертора тока предназначены для регулирования частоты вращения механизмов с приводными синхронными двигателями напряжением 6, 10 кВ, мощностью от 1 до 10 МВт.

Ключевые особенности:

  • плавное регулирование скорости 15-100% от номинальной при нагрузке до 100% от номинальной
  • пусковой ток до 110% от номинального
  • cos φ не ниже 0,9
  • КПД не ниже 0,97
  • возможность автоматического перехода на сеть
  • торможение приводного двигателя с рекуперацией (возвратом) энергии в питающую сеть
  • повторное включение электропривода при вращении электродвигателя на выбеге в рабочем диапазоне частот вращения
  • надежный преобразователь с воздушным охлаждением
  • по функциональным качествам для синхронных электродвигателей не уступает классическим преобразователям частоты по схеме инвертора напряжения, но является более привлекательным по цене!

Применения:

  • шаровые мельницы
  • шахтные вентиляторы главного проветривания
  • насосы
  • компрессоры
  • дымососы

Преобразователь частоты ПЧСВ построен по схеме вентильного двигателя и включает в себя высоковольтный выпрямитель, инвертор, ведомый сетью и сглаживающий дроссель в звене постоянного тока.

Оправданно применение ПЧСВ для поочередного частотного пуска с ограничением пускового тока и точной автоматической синхронизацией с питающей сетью синхронных двигателей шаровых мельниц и других механизмов с тяжелыми условиями пуска.

ПЧСВ имеет следующие виды защит:

  • от недопустимых перегрузок по току;
  • от токов внутренних и внешних (со стороны нагрузки) коротких замыканий;
  • от исчезновения или недопустимого снижения напряжения собственных нужд;
  • от снижения тока возбуждения приводного двигателя ниже допустимого значения;
  • от превышения частоты вращения приводного двигателя сверх допустимого значения;
  • от открывания дверей силовой части при поданном на нее силовом напряжении;
  • от развивающегося пробоя тиристоров силовой части;
  • в силовой схеме ПЧСВ предусмотрены технические решения для снижения перенапряжений в силовой части.

структурная схема высоковольтного преобразователя частоты

Рисунок 1 - Функциональная однолинейная схема высоковольтного электропривода на базе преобразователя частоты ПЧСВ

Перечень оборудования в составе Электропривода комплектного ПЧСВ (в скобках указаны обозначения на рисунке 1):

  1. Щит силовой преобразовательный ЩТС (В,И);
  2. Дроссель сглаживающий ДС* (L);
  3. Шкаф защиты от перенапряжений ШЗП (ШЗП);
  4. Тиристорный возбудитель (ВТЦ);
  5.  Реактор токоограничивающий (РБ) трехфазный комплект.

Технические характеристики

Преобразователь частоты (ПЧСВ) построен по схеме вентильного двигателя и включает в себя высоковольтный выпрямитель, инвертор, ведомый сетью и сглаживающий дроссель в звене постоянного тока.
Конструктивно силовая схема ПЧСВ размещается в вентильных секциях (Щит силовой преобразовательный ЩТС) /выпрямитель и инвертор/, соединенных через обмотки сглаживающего дросселя в шкафу ввода-вывода (входит в состав ЩТС). Обслуживание шкафов двухстороннее. Исполнение шкафов по степени защиты согласно ГОСТ 14254-96 - IР21, кроме мест выхода охлаждающего воздуха и подключения кабелей, где допускается исполнение по классу IР00.

Силовая схема управляемого выпрямителя и силового инвертора аналогичны. Они построены по схеме трехфазного моста - шестипульсной схеме. Каждая из шести вентильных линий выпрямителя (инвертора) составлена из "n" последовательно включенных тиристоров. Количество тиристоров зависит от класса питающего напряжения. В ПЧСВ используются широко распространенные серийно выпускаемые в СНГ тиристоры.

Охлаждение элементов силовой схемы принудительное за счет встроенных вентиляторов, расположенных в верхней части шкафов ПЧСВ. Забор воздуха осуществляется через проемы в нижней части шкафов. Выброс воздуха – в помещение через вентиляторы.

Микропроцессорная система управления выполнена в виде печатных плат, расположенных в экранированном отсеке.

Для повышения надежности и исключения развития аварии осуществляется контроль целостности индивидуально каждого силового тиристора. При этом  кроме автоматического, обеспечивается непрерывный визуальный контроль целостности силовых приборов.

Использование современных электроизоляционных материалов и опторазвязки с использованием световодов обеспечивает высокую электроизоляционную прочность и надежность устройства.

Сглаживающий дроссель поставляется комплектно, но может быть приобретен покупателем самостоятельно. Параметры дросселя указываются в эксплуатационной документации на преобразователь частоты. Для симметрирования силовой схемы сглаживающие дроссели поставляются с расщепленной обмоткой (с двумя полуобмотками). Обмотки дросселя включаются последовательно в оба полюса звена постоянного тока. Возможно применение двух независимых дросселей. Такое построение позволяет снизить воздействие на изоляцию двигателя по отношению к "земле".

Для демпфирования высокочастотных колебаний напряжения на обмотках двигателя относительно земли в комплекте с ПЧСВ поставляется Шкаф защиты от перенапряжений ШЗП.

Для подбора тиристоров по величине заряда восстановления в комплекте с ПЧСВ поставляется Устройство контроля тиристоров БКТ.

Для ограничения аварийных токов короткого замыкания на безопасном для силовых приборов уровне, на входе щита преобразователя проектом должен быть предусмотрен трехфазный токоограничивающий реактор.

Таблица 1 - Основные технические характеристики ПЧСВ (высота изделий приведена с учетом опорного пояса и вентиляторов).
Тип изделия
Напряжение сети, кВ
Мощность двигателя, мВт
Выпрямленный ток, А
Габаритные размеры
Длина (по фронту),  мм
Глубина,мм
Высота,мм
ПЧСВ - 6/1,6
6
1,6
180
2 800
850
2 500
ПЧСВ - 6/2
6
2
250
2 800
850
2 500
ПЧСВ – 6/3,15
6
3,15
400
4 000
800
2 500
ПЧСВ - 6/6,3
6
6,3
800
4 000
800
2 500
ПЧСВ – 10/3,15
10
3,15
200
2 800
850
2 500
ПЧСВ - 6/1,6
6
1,6
180
2 800
850
2 500
ПЧСВ - 6/2
6
2
250
2 800
850
2 500

Условия эксплуатации

Щиты и шкафы в составе ПЧСВ должны эксплуатироваться в электротехническом помещении, обеспечивающем следующие требования (климатическое исполнение УХЛ 4 по ГОСТ 15150-69):

  • Температура окружающей среды +1…+40ºС.
  • Относительная влажность воздуха 80% при 20ºС.
  • Содержание пыли в воздухе не более 0,5 мг/м3.
  • Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая агрессивные пары и газы.
  • Место установки оборудования должно быть защищено от попаданий эмульсий, масел, прямого воздействия солнечной радиации и т.п.

Высота установки оборудования над уровнем моря - до 1000 м.

Место установки силового щита преобразователя должно иметь вытяжную (приточно-вытяжную) вентиляцию, достаточную для обеспечения теплового режима.

Забор воздуха для принудительной вентиляции щита силового преобразовательного ЩТС - через проемы в нижней части шкафов. Выброс воздуха – в помещение вентиляторами через верхние части шкафов.

Рабочее положение шкафов и щитов вертикальное с отклонением в любую сторону не более 5°С.

Группа условий эксплуатации в части воздействия механических факторов внешней среды – М 2 по ГОСТ 17516.1-90.

Электропитание силовых цепей ПЧСВ по ГОСТ 13109-87 должно соответствовать следующим требованиям:

  • Напряжение питающей сети – 6, 10 кВ ± 10%, 50 Гц.
  • Отклонение частоты от номинального значения не более 2 %.


Основные применения:

- Электроприводы большой мощности

Надежные отраслевые решения для энергетики, промышленности и коммунального хозяйства
Copyright © V.Ieger [Oogway]