Пуск агрегата без нагрузки.
На рис. 53 показана типовая схема технологической обвязки электроприводного агрегата. В исходном положении на стоящем агрегате краны 1,2,4 закрыты, а краны 3, 3бис и 5 открыты.
Агрегат запускают в следующем порядке.
- Выполнение предпусковых условий; подача напряжения в схему управления и на вспоммеханизмы; включение вспоммеханизмов, заполнение маслосистем смазки и уплотнения, повышение давления масла смазки и создание давления масла уплотнения и подогрев масла до +25° С.
- Пуск двигателя: включение масляного выключателя, продувка полости нагнетателя (открытие крана 4, закрытие крана 5); выравнивание давлений; открытие кранов 1 и 2; закрытие крана 3 и 3бис.
Опыт эксплуатации агрегатов показал, что при указанной технологии пуска имеется большое число незавершенных пусков, которые влекут за собой повышенный расход электроэнергии, многократные включения масляного выключателя двигателя главного электропривода, повышенный расход газа на повторные продувки полости нагнетателя; длительный пуск — до начала работы нагнетателя в магистраль с момента включения МВ проходит до 1,5 мин.
Незавершенные пуски агрегатов вызваны в основном отказами: в работе конечных выключателей, узлов управления кранами, механической части кранов, со стороны аппаратуры, контролирующий перепад давления газ-масло, со стороны аппаратуры, контролирующей осевой сдвиг.
Пуск электроприводного агрегата под давлением (с нагрузкой). В связи с недостатками пуска агрегата со снятым давлением магистрали была разработана новая технология пуска. Пуск по схеме автоматического управления, защиты и сигнализации агрегата производится следующим образом.
- Предпусковые условия: краны в исходном положении —1'2,4 — закрыты, краны 3 и 5 — открыты; масло в системе смазки имеет температуру выше +25° С (см. рис. 53).
Рис. 53. Типовая схема технологической обвязки электро- приводного нагнетателя:
1—5 — краны с автоматический управлением; ЦБН — центробежный насос
- Подготовка к пуску: команда на пуск производится ключом (дальнейшие операции происходят автоматически); включаются вспомогательные механизмы, заполняются системы маслосмазки и маслоуплотнения; открывается кран 4 и закрывается кран 5; заполняется контур и выравнивается давление; открываются краны 1 и 5;
- Пуск агрегата: включается масляный выключатель;
- двигатель выходит на номинальные обороты; закрывается кран 3.
Кран 3бис из схемы технологической обвязки агрегата исключается, и она принимает вид, показанный на рис. 54.
Пуск агрегата на заполненный контур позволяет производить все операции, кроме закрытия крана 3 при отключенном двигателе, вследствие чего исключаются:
незавершенные пуски, так как до включения масляного выключателя можно устранить все неполадки, возникшие в схеме и препятствующие нормальному пуску агрегата;
резко сокращается число включений масляного выключателя (оно практически равно числу пусков двигателя);
сокращается расход электроэнергии, так как исключаются незавершенные пуски и сокращается время пуска агрегата с момента включения.
Кроме того, исключается из технологической обвязки нагнетателя кран 3бис и появляется возможность замены крана 3 на обратный клапан (см. рис. 54).
Обслуживание агрегата по новой технологии позволяет отказаться от ряда блокировок, что влечет за собой резкое сокращение релейной аппаратуры. Например, для включения масляного
выключателя по схеме управления турбокомпрессорного агрегата 280-11-1 с короткозамкнутым электродвигателем АЗ-4500-1500 необходимо, чтобы сработали 22 контакта.
Схема управления агрегатом под нагрузкой состоит всего из 22 реле — 19 реле типа РП-23 и три реле времени. Мощность, потребляемая при пуске агрегата, 223 Вт, а в рабочем состоянии схема потребляет всего около 50 Вт.
При разработке схемы управления для пуска агрегата под нагрузкой в технологию были введены блокировка импульсного газа, что позволило не снимать шланги с узлов управления пневмоприводами кранов, бесконтактная сигнализация уровня масла в баке, повышена устойчивость соленоидов ЭК-48 (или других типов соленоидов).
Рис. 54. Схема технологической обвязки нагнетателя для пуска его под давлением
Схемы пуска турбокомпрессорного агрегата с закрытыми кранами на входе и выходе компрессора, т. е. разгруженного агрегата и пуска с открытыми кранами на входе и выходе — под нагрузкой предусматривают аналогичные для всех видов пусковые схемы электропривода.
Пуск синхронного электропривода с прямым пуском от сети (асинхронный пуск) — прямым подключением через масляный выключатель. Сила установившегося приведенного к 6 кВ тока при пуске синхронного электродвигателя с явно выраженными полюсами типа СДСЗ- 4500-1500 Iпyск= 2500 А. Время полного разгона турбокомпрессорного агрегата и включения в газовую магистраль Iпyск= 8 с.
Благодаря добавочной мощности и добавочному электромагнитному моменту, проявляющихся вне зависимости от наличия в явно- полюсной машине возбуждения, пуск двигателя СДСЗ-4500-1500 при прямом пуске от сети (т. е. с отключенным возбуждением) намного легче, чем у синхронных машин с бочкообразным ротором (не с явно выраженными полюсами), какими являются электродвигатели СТМ-4000-2, применяемые для привода турбокомпрессоров 280-11-3 и 280-11-6. Такие синхронные двигатели пускают на пониженном напряжении питающей сети, т. е. осуществляют пуск через индуктивное сопротивление — реактор.
При асинхронном пуске через реактор синхронной машины напряжение сети снижается при помощи реактора.
Электродвигатель запускается в асинхронном режиме, т. е. с шунтированной обмоткой возбуждения на гасительное сопротивление СГ. Пуск осуществляется включением масляного выключателя через реактор, в котором снижается напряжение до 55% от UH. При достижении электродвигателем оборотов, близких к поминальным, включается контактор гашения поля, имеющий один закрытый, другой открытый контакты. Через открытый контакт подается в цепь возбуждения напряжение от возбудителя, нормально закрытый контакт контактора дешунтирует от гасительного сопротивления обмотку ротора. Вместе со снятием гасительного сопротивления включается линейный масляный выключатель и отключается масляный выключатель реактора, двигатель, имея напряжение в обмотке возбуждения, продолжает пуск уже синхронный и втягивается в синхронизм с сетью. После этого двигатель СТМ-4000-2 работает в режиме генератора реактивной мощности. В зависимости от силы тока возбуждения растет значение реактивной мощности, отдаваемой в сеть энергосистемы. С уменьшением тока возбуждения снижается величина реактивной мощности, выдаваемой двигателем.
Прямой асинхронный пуск от сети синхронного электродвигателя СТД-4000-2 осуществляется по аналогии с синхронным двигателем СДСЗ-4500-1500. Двигатель присоединяется через фидерный масляный выключатель к питающей сети 6 пли 10 кВ в зависимости от его исполнения. Сила установившегося тока при пуске для двигателя исполнения на 6 кВ Iпyск — 3000 А, для исполнения на 10 кВ Iпyск = 1800 А. Время полного разгона с турбокомпрессором 280-11-6 около 8 с.
Пуск турбокомпрессорных электроприводных агрегатов с синхронными и асинхронными двигателями большой мощности (6000 кВт и более). Электрические машины большой мощности при асинхронном пуске имеют сравнительно большую силу пускового тока. Для двигателя СТМ-12000-2 мощностью 12000 кВт на напряжение 6 кВ пусковой ток /пуск = 10,3 кА.
Двигатель СТД-12500-2 мощностью 12500 кВт на напряжение 10 кВ имеет пусковой ток Iпуск = 7,2 кА.
Осуществлять прямые пуски от сети таких электромашин нецелесообразно по условиям сложной коммутации их высоких пусковых токов, а также по причине возможных разрушений редукторов и турбокомпрессоров из-за высокого пускового момента этих электродвигателей, развиваемого за счет больших пусковых токов.
Пуск мощных турбокомпрессоров с электроприводом большой мощности целесообразно осуществлять следующими способами.
- Пуск через реактор или через расщепленную обмотку трансформатора. При этом способе пуска начальное значение пускового момента Мпуск уменьшается пропорционально отношению Uпуск/Uн)2. Если включением реактора или расщепленной обмотки снизить напряжение на двигателе в 2—3 раза, тогда значение Iпyск снизится в 4—9 раз, что дает возможность осуществить пуск мощного двигателя. Если реактивное сопротивление (реактор) регулируется, можно осуществить плавный пуск машины.
- Пуск при помощи тиристорного преобразователя частоты. При этом способе можно осуществить пуск плавно, регулируя частоту напряжения на двигателе до 50 Гц, что практически будет соответствовать развороту его от малых оборотов до номинальных.
Самозапуск электроприводных компрессорных станций.
Автоматический пуск газокомпрессорных электроприводных агрегатов под нагрузкой называют самозапуском компрессорной станции с сохранением заданного режима работы.
Данные аварийной статистики в высоковольтных сетях показывают, что большая часть отключений сети является кратковременной и проходящей. Например, в энергосистемах страны за последние годы успешное автоматическое включение резерва (АВР) составляет в среднем 95%, а успешное действие автоматического повторного включения в сети 110—220 кВ (АПВ) составляет 76-78%.
Самозапуск электропривода турбокомпрессоров заключается в том, что электродвигатели (асинхронные и синхронные), снизившие частоту вращения вследствие кратковременного отключения электроэнергии, не отключаются своими коммутационными аппаратами и при восстановлении подачи напряжения на шины станции автоматически самозапускаются, разворачиваясь снова до номинальных оборотов.
При снижении напряжения или полном отключении питания электрическим током число оборотов электродвигателей снижается, а сопротивление их обмоток резко падает, поэтому при восстановлении напряжения и самозапуска двигателей их пусковые токи увеличиваются до полного пускового тока (в зависимости от оборотов), что вызывает снижение напряжения в сопротивлениях трансформаторов, коммутационных аппаратов, кабелей и других устройств, включенных между сетью энергосистемы и двигателем. Потери напряжения могут оказаться настолько большими, что самозапуск может не осуществиться. Мощность самозапускающихся электродвигателей определяют расчетным путем. Для самозапуска электродвигателей необходимо, чтобы
где Uв —напряжение на шинах, к которым присоединен двигатель, после восстановления (при самозапуске); Uн — номинальное напряжение сети.
При этом время полного разворота двигателя с компрессорным агрегатом tc = tпуск будет не больше чем время, равное полному пуску агрегата с момента его покоя.
Как показали исследования, самозапуск электродвигателей может быть осуществлен и при соотношении
Однако при этом время самозапуска tc увеличивается на 30— 35 с:
