Каскадное управление насосами с помощью ЧРП

Каскадное управление насосами с помощью частотно-регулируемых приводов (ЧРП) — это метод управления работой нескольких насосов, при котором их включение, выключение и скорость вращения регулируются автоматически на основе изменения параметров системы для обеспечения оптимального поддержания заданного уровня давления или потока.

Принцип каскадного управления заключается в следующем:

1. Основной насос, оборудованный ЧРП, обеспечивает автоматическую регулировку скорости вращения двигателя для поддержания целевого значения давления или потока. При этом эффективность насоса и расход электроэнергии оптимизируется.

2. В случае изменения нагрузки, когда одного основного насоса недостаточно для поддержания требуемых параметров, в систему последовательно включаются дополнительные насосы (вспомогательные), оборудованные или не оборудованные ЧРП. Включение/выключение каждого последующего насоса происходит в зависимости от текущих параметров системы, что позволяет обеспечить необходимый уровень давления или потока при минимизации энергопотребления.

3. В случае понижения нагрузки первоначально изменяется скорость вращения основного насоса, а при достижении некоторого порогового значения происходит отключение вспомогательных насосов. Это позволяет избегать одновременной работы всех насосов в системе и ненужного потребления электроэнергии.

Преимущества каскадного управления насосами с помощью ЧРП:

1. Улучшение эффективности работы насосов и снижение энергопотребления;
2. Более стабильное поддержание заданных параметров давления или потока;
3. Уменьшение износа оборудования и увеличение срока службы насосов;
4. Упрощение взаимодействия с системами автоматизации и контроля.
Примеры применения каскадного управления насосами с помощью ЧРП включают системы водоснабжения, теплоснабжения, системы обогрева или охлаждения в промышленных или коммерческих зданиях, а также в системах очистки воды и других жидкостей.

Выше на картинке представлена система каскадного управления с помощью ПЧ 6 кВ шестью бустерными насосами на ТЭЦ мощностью 560 кВт.

Подробнее данную систему можно изучить в нашем предыдущем посте «Однолинейная схема ЧРП 6 кВ».

Однолинейная схема высоковольтного ЧРП

На схеме выше представлена однолинейная схема группового ЧРП 6 кВ, реализующего метод каскадного управления 6 электронасосами. Однолинейная схема ЧРП 6 кВ отображает конфигурацию и связи электрических компонентов частотно-регулируемого привода 6 кВ.

При разработке однолинейной схемы ЧРП 6 кВ важно учесть требования к электрическим параметрам и защите, а также особенности работы оборудования в конкретных условиях эксплуатации. Схема должна быть разработана и просчитана специалистом-инженером для каждого конкретного случая.

Описание ПЧ ABS-DRIVE:

Высоковольтный преобразователь частоты ABS-DRIVE представляет собой автономный инвертор напряжения, выполненный по многоуровневой схеме, с интегрированным многообмоточным силовым трансформатором.

ABS DRIVE должен обеспечивает следующие функции защиты:

—           от коротких замыканий внутри и на выходе ПЧ;

—           времятоковая защита;

—           максимально-токовая защита;

—           от перегрева силовых ячеек и трансформатора ПЧ, в том числе при пропадании принудительной вентиляции;

—           от исчезновения напряжения сети;

—           от недопустимого повышения и понижения напряжения сети;

—           от открытия дверей щита.

ABS-DRIVE имеет следующие технические характеристики:

1. Номинальная полная мощность — 585 кВА;
2. Номинальная мощность электродвигателя — 560 кВт;
3. Номинальный выходной ток — 65 A;
4. Частота питающей сети — 50 Гц;
5. Напряжение питающей сети — 6000 В ± 10%;
6. Выходное напряжение — от 0 до 6000 В;
7. КПД под полной нагрузкой, не менее — 0,97;
8. Диапазон изменения выходной частоты — от 0,5 до 120 Гц.

Скачать однолинейную схему ЧРП 6 кВ в формате pdf >>>

Высоковольтный ЧРП

Частотно-регулируемый привод (ЧРП) 6 кВ предназначен для управления и регулирования высоковольтными электродвигателями, работающими на напряжении 6 кВ. Он состоит из различных компонентов, которые работают совместно для регулирования частоты и напряжения, подаваемых на электродвигатель.

Основные компоненты ЧРП 6 кВ включают:

1. Высоковольтный автоматический выключатель (ВАВ) – защищает систему от коротких замыканий и перегрузок.
2. Входной дроссель – улучшает качество питающего напряжения, уменьшает высокочастотные помехи и пусковые токи.
3. Силовой трансформатор – понижает входное напряжение до уровня, соответствующего номинальным параметрам ЧРП.
4. Высоковольтный преобразователь частоты – основной компонент системы, который преобразует постоянное напряжение в переменное с регулируемой частотой, для управления скоростью вращения электродвигателя.
5. Выходной фильтр (реактор) – снижает высокочастотный шум и гармонические искажения, которые могут негативно влиять на работу электродвигателя.
6. Высоковольтный кабель, соединяющий ЧРП с электродвигателем.
7. Высоковольтный электродвигатель (несколько ЭД) мощностью соответствующей системе 6 кВ.
8. Устройства защиты и измерительные приборы, контролирующие работу системы и обеспечивающие ее безопасность.
9. Блок управления – осуществляет координацию работы ЧРП с другими вспомогательными системами, а также взаимодействует с системами автоматического управления процессами.
10. Система электропитания управления и вспомогательных устройств – питает блок управления и другие компоненты для корректной работы системы.

На рисунке выше показан фрагмент однолинейной схемы ЧРП 6 кВ – ПЧ ABS-DRIVE-A06/65.

Важно отметить, что конкретная конфигурация ЧРП 6 кВ может зависеть от метода регулирования частоты, а также от особенностей применения и требований к безопасности. При проектировании ЧРП 6 кВ следует учитывать все эти факторы и разрабатывать схему в соответствии с нормами, стандартами и реальными условиями эксплуатации.

Список пуско-наладочных работ на настройку преобразователя частоты (ПЧ) электронасосов 6 кВ.

Система частотного регулирования двух насосов, оснащенных асинхронными электродвигателями мощностью 630 кВт, напряжением 6кВ в составе: ABS-DRIVE A06/080 со шкафом реактора ШР, ШВК-6/400-2 УХЛ4, ШК-СЧР-1/2.

Список пуско-наладочных работ:

1. Установка и настройка АРМ оператора на персональный компьютер в диспетчерской для дистанционного управления системой частотного регулирования двух насосов оснащенных асинхронными электродвигателями мощностью 630 кВт, напряжением 6кВ.
2. Обновление программного обеспечения контроллера WinPac в ШК-СЧР-1/2 УХЛ4 и обновление АРМ оператора на планшетном промышленном компьютере для регулирования системы через ПИД-регулятор.
3. Проверка алгоритма работы системы частотного регулирования в контрольном режиме, без подачи силового напряжения 6 кВ.
4. Дистанционные пуски электродвигателей насосов на холостом ходу (без подключенных насосов) через систему частотного регулирования. Проверка вращения электродвигателей.
5. Подключение датчиков давления в ШК-СЧР-1/2 УХЛ4 зав. № 30105220519.
6. Дистанционные пуски электродвигателей насосов под нагрузкой через систему частотного регулирования с последующим регулированием системы через ПИД-регулятор и диапазоном регулирования 4 – 10 кгс/см².
7. Комплексное опробование системы частотного регулирования двух насосов в течении «72» часов.
8. Настройка системы по карте уставок ПЧ.
9. Настройка системы по карте уставок ПИД-регулятора.
10. Обучение пользованию SCADA-системой ПЧ.

Принцип действия молниезащиты заключается в том, что она направляет электрический заряд молнии, который может достигать нескольких миллионов вольт, в заземляющее устройство и далее в землю, где он безопасно рассеивается.

Когда происходит разряд молнии, он идет по наименьшему пути, который обычно является высокой точкой на поверхности земли или здании. Если на крыше здания нет молниеотвода, то молния может попасть в здание и вызвать разрушения, пожары и травмы людей. Молниеотводная труба служит для привлечения заряда молнии и направления его в заземляющее устройство. Громоотводные проводники соединяют молниеотводную трубу с заземляющим устройством и предотвращают возможность поражения электрическим током людей и животных, а также повреждения здания.

Молниеотводные трубы или молниеотводы бывают, металлические, железобетонные.

Заземляющее устройство состоит из заземляющих проводников и заземляющих электродов, которые погружены в землю на глубину, достаточную для обеспечения надежной заземляющей связи. При попадании заряда молнии в заземляющее устройство, он рассеивается в земле, не нанося при этом вреда зданию и людям.

На фото сверху представлен процесс проектирования железобетонного молниеотвода МЖ-30,6.

ЖБ (железобетонный) молниеотвод на ТЭЦ.

Молниеотводы на ТЭЦ, как и на других промышленных предприятиях, устанавливаются для защиты сооружений и оборудования от возможных повреждений, вызванных прямым попаданием молнии. Такие системы предназначены для отвода высоковольтных разрядов в землю, минуя металлические конструкции и оборудование.

Установка молниеотводов на ТЭЦ проводится с учетом особенностей конкретного объекта и его географического расположения. Обычно они устанавливаются на высоких точках зданий и сооружений (например, на дымовых трубах), где вероятность попадания молнии наибольшая.

Правильно спроектированные и установленные молниеотводы на ТЭЦ позволяют снизить риск повреждения оборудования, а также обеспечивают безопасность персонала. Однако необходимо помнить, что молниеотводы не могут гарантировать полную защиту от молнии, поэтому на ТЭЦ также применяются другие меры предосторожности, например, системы автоматического отключения оборудования при возникновении перенапряжения.

Железобетонный молниеотвод состоит из нескольких основных элементов:

1. Молниеотводная труба – вертикальная железобетонная конструкция, которая устанавливается в грунт и служит для сбора электрического заряда молнии и его направления в землю. Труба имеет специальные металлические закладные, которые увеличивают эффективность сбора заряда.
2. Громоотводные проводники – металлические провода, которые соединяют молниеотводную трубу с заземляющим устройством.

3. Заземляющее устройство – железобетонная конструкция, которая устанавливается в землю рядом с зданием и служит для отвода электрического заряда молнии в землю. Устройство состоит из заземляющего колодца, заземляющих проводников и заземляющих электродов. Все элементы железобетонного молниеотвода должны быть установлены и соединены в соответствии с требованиями нормативных документов и правил техники безопасности.
Проектирование системы молниезащиты начинается с расчета и нанесения на план предприятия зон защиты от молнии.