Мощность сетевых насосов ТЭЦ находится, как правило, в диапазоне 500-3200 кВт. Такая мощность определяет применение для них стандартных асинхронных двигателей напряжением 6/10 кВ. Сохранение высоковольтных двигателей обуславливает при модернизации применение высоковольтных преобразователей частоты.
Техническими решениями по типам регулируемого электропривода (РЭП) в данном случае являются: применение стандартного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с высоковольтным преобразователем частоты, либо низковольтным, подключаемым к двигателю и сети через согласующий трансформатор.
Последний вариант оправдан до мощности порядка 1250-1600 кВт. Возможно применение вместо асинхронного электродвигателя синхронного с бесщеточным возбуждением.
Однако в отечественной практике отсутствует опыт применения данного типа РЭП.
Важным вопросом, определяющим эффективность оснащения сетевых насосов регулируемым электроприводом, является вопрос о количестве насосов, переводимых в режим с регулируемой частотой вращения.
При реконструкции и техперевооружении в целом ряде случаев экономически оправданным является регулирование одного – двух сетевых насосов в группе.
Очевидно, что при этом необходимо решать задачи обеспечения параллельной работы регулируемого и нерегулируемых насосов, автоматизации, обеспечения прохождения аварийных режимов (пуск нерегулируемого насоса на открытую задвижку по АВР, самозапуск и т.п.).
Для вновь вводимых энергообъектов иногда целесообразно, несмотря на удорожание проекта, оснащать РЭП все насосы. Преимущества такого решения: однотипность и взаимозаменяемость оборудования, увеличение энергоэффективности и надежности, упрощение схемы автоматизации, относительная простота прохождения аварийных режимов.
Регулируемый электропривод является также эффективным средством обеспечения экономичных режимов работы насосно-перекачивающих станций (НПС) тепловых сетей.
В процессе ведущейся реконструкции НПС до 2005 г. в АО «Мосэнерго» было реконструировано 15 НПС.
Оснащение сетевых насосов частотно-регулируемым электроприводом (ЧРП) позволит обеспечить автоматическое поддержание оптимального давления на всасе насосной станции, устранить непроизводительные потери электроэнергии, обеспечить высокое качество переходных гидродинамических процессов в гидравлической системе при пусках и остановах агрегатов. При этом существенно снижается повреждаемость теплопроводов с выбросом сетевой воды на рельеф.
В таблице 1 приведена информация по внедрению регулируемых электроприводов сетевых насосов ТЭЦ и НПС на наиболее крупных объектах АО «Мосэнерго».
Следует отметить, что все приведенные в таблице РЭП – это электроприводы серии 1557 – производства канадской фирмы «Аллен Брэдли». Выбор типа электропривода определялся тем, что преобразователи частоты, входящие в состав электропривода, выполнены на современной передовой элементной базе с применением запираемых тиристоров и компьютерного управления.
Преобразователи частоты электроприводов серии 1557 оптимально адаптированы для применения со стандартными асинхронными двигателями отечественного производства на напряжение 6 кВ.
При подключении ЧРП серии 1557 к сети электроснабжения 6 кВ обеспечивается их хорошее электромагнитное совмещение, т.к. из спектра высших гармоник напряжения исключены 5-я и 7-я гармоники.
Исходные данные для выбора регулируемого электропривода
Требуется выбрать оптимальную схему для обеспечения регулируемой работы системы водоснабжения, состоящей из трех насосов мощностью по 1000 кВт, из них один рабочий нерегулируемый, один рабочий регулируемый и один резервный нерегулируемый. напряжение питания на подстанции – 10 кВ.
Требуемый диапазон регулирования скорости насоса от 0,5nном до nном. При малых расходах работает только регулируемый насос, причем при 0 < n < 0,5nном регулирование осуществляется дросселированием выходной задвижкой, при увеличении расхода регулирование осуществляется с помощью РЭП до nном .
При еще большем увеличении расхода в работу включается нерегулируемый привод, а РЭП с дросселированием используются для регулирования расхода свыше обеспечиваемого нерегулируемым насосом. Резервный насос включается в работу при выходе из строя рабочего нерегулируемого.
Реализация вышеприведенного алгоритма работы возможна несколькими путями, рассмотренными в других статьях.
