АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО ГАРАНТИРОВАННОГО ПИТАНИЯ С ТРЕХМАШИННЫМИ АГРЕГАТАМИ ВЫХОДНОЙ МОЩНОСТЬЮ КАЖДОГО АГРЕГАТА 50 кВт (УГП-50)
Автоматизированное устройство гарантированного питания с трехмашинными агрегатами выходной мощностью каждого агрегата 50 кВт имеет условное обозначение УГП-50-400/50, что означает: установка гарантированного питания мощностью 50 кВт, напряжением 400 В и частотой 50 Гц переменного тока.
Назначение и состав оборудования. Режимы эксплуатации. Автоматизированное устройство данного типа эксплуатируется на коаксиальных кабельных магистралях с аппаратурой К-1920У. В состав УГП-50 входит следующее основное оборудование (рис. 2.2): трехмашинные агрегаты (преобразователи) ПР-1, ПР-2, ПР-3, асинхронный двигатель АД агрегата, двигатель постоянного тока ДПТ, синхронный генератор СГ, шкаф переменного тока резервного агрегата ШРА, шкафы переменного тока ШПТ, шкафы нагрузки ШН, станции управления СУ двигателя постоянного тока, пульт дистанционного управления ПДУ, шкафы выпрямителя (нестабилизированного ПС и стабилизированного ПСС), шкаф резерва сети ШРС, стабилизатор напряжения СТС.
Машины установлены следующих типов: асинхронный двигатель типа А-2-91-4 на 91 кВт, двигатель постоянного тока типа П101М на 100 кВт, синхронный генератор типа ЕСС-91-42 на 50 кВт, 400 В и 50 Гц (трехфазный).
Установка с выходной мощностью каждого агрегата 50 кВт эксплуатируется в двух вариантах ее комплектации: комплект, в который входят два рабочих агрегата и один резервный агрегат (см. рис. 2.2) или один рабочий агрегат и один резервный. Схема комплекта предусматривает возможность использования каждого агрегата как рабочего, так и резервного, т. е. рабочий и резервный агрегаты взаимозаменяемы. При повреждении рабочего агрегата (изменении параметров на его выходе свыше допустимых пределов) резервный автоматически включается и принимает на себя нагрузку, а поврежденный агрегат автоматически отключается. При этом имеет место кратковременный перерыв в питании нагрузки.
Рис. 2.2. Схема УГП-50
Каждый из агрегатов имеет полуавтоматическое устройство синхронизации, позволяющее при необходимости переводить нагрузку с одного из работающих агрегатов на резервный без перерыва питания нагрузки аналогично УГП-24.
Все электрические машины смонтированы на одном валу, установлены на легкой раме и снабжены амортизаторами. Соединение машин —фланцевое, исключающее необходимость центровки их при монтаже даже при установке без фундамента.
В комплект УГП входит свинцовая кислотная аккумуляторная батарея напряжением 220 В.
Основные технические данные УГП-50 следующие: а) на входе трехмашинного агрегата ток переменный, трехфазный, напряжение 380 В, частота 50 Гц, напряжение аккумуляторной батареи 220 В; б) на выходе агрегата ток переменный, трехфазный, напряжение 400 В, частота 50 Гц, мощность на выходе одного агрегата. 50 кВт, коэффициент мощности 0,8, соединение фаз звездой.
Агрегаты обеспечивают номинальные выходные параметры при колебаниях напряжения на входе ±10%, частоты 1,5%, а также при изменении напряжения аккумуляторной батареи от 275 до 210 В.
Запуск агрегата производится двигателем постоянного тока. При достижении напряжения генератора 0,85—0,94 номинального значения генератор подключается к шинам гарантированного питания, а привод агрегата с двигателя постоянного тока автоматически переводится на асинхронный двигатель. При отключении напряжения внешней сети переменного тока привод агрегата автоматически без перерыва в питании нагрузки переводится на двигатель постоянного тока, питающийся от аккумуляторной батареи. При этом в конце работы агрегата от аккумуляторной батареи напряжение ее не должно быть ниже 210 В. При восстановлении внешней сети агрегат вновь автоматически переводится на привод от асинхронного двигателя без перерыва в питании нагрузки.
В схеме управления и автоматики УГП использованы в основном герметичные реле последних лет выпуска, имеется также большое количество полупроводниковых элементов, практически не требующих ухода в процессе эксплуатации.
Как при приводе от асинхронного двигателя, так и от двигателя постоянного тока в стационарном режиме на выходе агрегатов комплектов обеспечивается напряжение с точностью ±1,5—2% номинального значения, при приводе агрегата от асинхронного двигателя номинальное значение частоты обеспечивается с точностью ±1,5%, а при приводе от двигателя постоянного тока — с точностью ±2%.
Питание комплекта производится напряжением 380 В, которое (см. рис. 2.2) подается на ШРС, а с ШРС на ШПТ и ШРА, асинхронные двигатели агрегатов и управляемую выпрямительную установку (ПС и ПСС). Эта установка подзаряжает аккумуляторную батарею, питающую двигатели постоянного тока агрегатов.
Для питания нагрузки предусмотрено также подключение резервной стабилизированной сети трехфазного переменного тока напряжением 400 В и частотой 50 Гц.
Цепи управления питаются постоянным током напряжением 24 В от выпрямительных мостов, установленных в ШРА и ШПТ. При отсутствии напряжения внешней сети или отказе работающих агрегатов цепи управления питаются от аккумуляторной батареи 220 В. При восстановлении внешней сети выпрямительная установка включается на аккумуляторную батарею для подзарядки.
Основные функциональные узлы схемы автоматического управления. Схема автоматики содержит следующие функциональные узлы: блоки запуска рабочего или резервного агрегата, блок схемы привода агрегата при пропадании или восстановлении внешней питающей сети, блоки синхронизации, защиты, контроля и сигнализации.
Стабилизация скорости вращения двигателя постоянного тока осуществляется блоком регулирования оборотов, который выполнен на полупроводниковых элементах.
В комплекте предусмотрена возможность параллельной работы двух синхронных генераторов агрегата на общую нагрузку, не превышающую номинальную мощность одного агрегата.
Максимальные изменения напряжения и частоты на выходе комплекта при переходе питания от внешней сети на аккумуляторы (двигатель постоянного тока) и обратно в переходном режиме не должны превышать по напряжению ±10% и по частоте ±5% установленных значений.
Защита и контроль отдельных цепей схемы управления. Для защиты электрических машин и отдельных узлов схемы от перегрузок и короткого замыкания предусмотрены специальные автоматические выключатели. Для защиты генератора от обратной мощности при параллельной работе имеется реле обратной мощности. При аварийном пропадании напряжения на выходе агрегата последний автоматически останавливается. При увеличении оборотов агрегата сверх допустимых (при работе агрегата от привода постоянного тока) агрегат отключается устройством, включенным в цепь регулирования возбуждения двигателя постоянного тока.
Вопросы технического обслуживания. Для обеспечения проведения профилактических работ в устройстве с трехмашинными агрегатами на выходную мощность каждого агрегата 50 кВт предусмотрены специально выполненные «обходные» цепи для проведения профилактических работ в агрегатах и шкафах управления (автоматики) без закрытия связей.
Для монтажа «обходной» цепи монтируется следующее основное оборудование:
резервный комплект трансформаторов Скотта;
автоматы защиты «обходной» цепи, устанавливаемые в ШДП-7 агрегата № 1 и ШДП-7 агрегата № 2 (через указанные автоматы с тепловой и максимальной защитой подается напряжение на первичные обмотки высоковольтных трансформаторов ШДП-7, со вторичных обмоток которых напряжение 2000 В подается в линию ДП НУП);
автомат с тепловой и максимальной защитой, включаемый в схему АВР сеть — дизель;
стабилизатор напряжения обходного питания СТС мощностью 63—100 кВ-А (в зависимости от потребляемой мощности предприятием связи).
В стойках СТКР (установленных в ЛАЦ для распределения напряжения и защиты питаемой аппаратуры) монтируются автоматы, позволяющие переключать напряжение от агрегата на обходную цепь.
Включение обходной цепи позволяет временно на период профилактики шкафов автоматики или самих агрегатов обеспечить нормальное питание как местной аппаратуры ЛАЦ, так и аппаратуры НУП, питаемой дистанционно, минуя агрегаты гарантированного питания и шкафы автоматики. Однако в этом случае будет иметь место понижение надежности питания аппаратуры, так как исключается работа агрегата от аккумуляторной батареи. В связи с этим, если от агрегата питается аппаратура нескольких магистралей, то работы по профилактике УГП должны быть организованы таким образом, чтобы при этом сохранялось нормальное питание 50% магистралей.
Своевременное и качественное выполнение профилактических работ предупреждает появление неисправностей и отказов в работе электрических машин и элементов схемы автоматического управления.
Инструкциями по уходу за оборудованием УГП предусматривается проведение ежемесячной и годовой профилактики. Ежемесячная профилактика предусматривает проверку состояния контактных колец, коллекторов и щеток агрегата; положения стрелок измерительных приборов; целостности защитных заземлений путем внешнего осмотра (в случае обнаружения обрыва напряжение с установки должно быть снято). Кроме того, осуществляются техническое обслуживание контакторов и выключателей, включающих частичную разборку аппаратов; регулировка отдельных механизмов узлов автоматических устройств.
Ниже приведены объем и периодичность технического обслуживания трехмашинных агрегатов УГП-50 со шкафами управления и автоматики.
Контроль выходных параметров агрегата, внешний осмотр электрических машин и панелей автоматики. Проверка состояния колец, коллектора и щеток электрических машин. Проверка состояния смазки ...Не реже 1 раза в месяц
Смена смазки подшипников агрегата Через 3000 ч работы
Чистка от пыли и грязи агрегата...................... После 250 ч работы
Проверка креплений монтажных проводов ................................................. Через 700 ч работы
Чистка коллектора и щеток......................................... Через 1000 ч работы
Исправная работа подшипников контролируется по температуре их нагрева, которая не должна превышать 35° С. Температура и шум подшипников должны проверяться систематически.
Учитывая, что схема управления и автоматики имеет в основном полупроводниковые элементы или герметичные реле, профилактика шкафов автоматики может проводиться не чаще 1 раза в год.
При проведении годовых профилактик необходимо для безопасности персонала обеспечить отключение напряжения с цепей автоматики 24 В постоянного тока, для чего либо следует установить автономную аккумуляторную батарею 24 В, либо при профилактике отключить отпайку от батареи 220 В, сделанную в схеме УГП, для получения напряжения 24 В (для чего установить коммутирующий аппарат).
Элементы автоматики шин гарантированного электропитания (шкафа нагрузки ШН) при использовании «обходной» цепи остаются под напряжением и их профилактику следует производить 1 раз в год при полностью снятом напряжении.
Ниже приводится очередность профилактических работ при годовой профилактике УГП с указанием минимального количества техперсонала (чел.).
Переключение питания технологических нагрузок на схему обхода; вывод из работы комплекта; вывешивание плакатов; проверка отсутствия напряжения .....2
Снятие передних и задних крышек шкафов оборудования.............4 (выполняется со снятием напряжения)
Проверка нагрева разъемных контактных и болтовых соединений 4
Удаление пыли с монтажа шкафов, проверка состояния монтажа, крепления оборудования, состояния и крепления электроизмерительных приборов, тумблеров, транспарантов и т. п.............................................. 4
Проверка состояния разъемных контактных соединений (при необходимости) 4
Проверка затяжки гаек на шпильках панели зажимов 4
Снятие, установка и электрическая проверка электроизмерительных приборов 2
Проверка отдельных блоков управления, контроля и защиты блока синхронизации.......4
Техническое обслуживание автоматических выключателей и контакторов. Электрическая проверка автоматических выключателей и контакторов............4
Проверка состояния кабельной сети, надежности заземления ..................4
Проверка сопротивления изоляции ................................................. 4
Проверка комплекта оборудования на функционирование при работе на искусственную нагрузку, устранение дефектов 4
Включение УГП в работу на искусственную нагрузку, опробование основных переходных режимов, а также ПДУ; отключение искусственной нагрузки ....4
Установка крышек на шкафах 4 (выполняется при снятом напряжении) Переключение питания технологических нагрузок со схемы обхода на УГП-50............................................................................................ 2
Отметка в документации (оперативных журналах) о проделанной работе ....1
Замена смазки и профилактика ТМА без полной разборки агрегатов (ТМА выводится из работы и заменяется резервным агрегатом) 4 (выполняется после года эксплуатации и далее через каждые два года)
Ревизия ΤΜА с полной разборкой агрегатов, заменой смазки и амортизационных шайб (ТМА выводится из работы и заменяется резервным агрегатом) ...6 (выполняется после двух лет эксплуатации и далее через каждые два года)
При проведении годового регламента следует иметь в виду следующее.
Установившееся значение напряжения при любой неизменной нагрузке, лежащее в пределах от 0 до 100% номинальной нагрузки, не должно выходить за пределы ±1% установленного ранее значения.
Наибольшее отклонение частоты на выходе преобразователя при неизменной нагрузке должно быть не более ±1% номинального.
Точность автоматического регулирования регулятора напряжения проверяется в установленном тепловом режиме при неизменной нагрузке от 0 до 100% в течение 4 ч, через каждые 30 мин записывается величина напряжения или частоты. Отклонение напряжения (частоты) определяется по формуле: ∆U= ((Umax—Uном)Uном) · 100%, где Uном — номинальное значение напряжения; Umax— наибольшая величина напряжения, отличная от Uном.
В табл. 2.1 приводится перечень наиболее часто встречающихся неисправностей в УГП с трехмашинными агрегатами, предполагаемые причины и методы их устранения.
