Автоматично включване на резервата

ЕлектроапаратурaСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 7, 2009

Автоматично включване на резервата

Част II. Оптималността на решението - функция от знанията на проектанта, изискванията на инвеститора и елементната база

 

 Уважаеми читатели, в миналия брой на сп. Инженеринг ревю открихме темата за т.нар. автоматично включване на резервата (АВР). Подчертахме, че независимо от използвания технически подход за реализация на АВР, предназначението му - най-общо, е да осигури непрекъснато електрозахранване на консуматорите. В статията бе посочено, че схемните решения за реализация на АВР са много разнообразни, както и физическото им изпълнение. Изборът на конкретно решение зависи от идеята на проектантите, изискванията на инвеститорите и съществуващата елементна база.

В настоящия брой продължаваме темата с
Автоматичното включване на резервата по налягане

Важен за надеждната работа на машините и съоръженията с въртящи се части е т.нар. АВР по налягане. Използването му е абсолютно задължително в приложения, в които скъпи, големи и сложни съоръжения се налага да се смазват с масла. Общоизвестно е например, че лагеруването на ротора на всяка парна турбина се осъществява с плъзгащи лагери, в които следва да бъде създаден маслен клин. Той се създава от маслени помпи и трябва да се поддържа с дебелина, гарантираща, че роторът на турбината не се трие в бабитната повърхност на лагера. Налягането на маслените помпи се поддържа в границите от 1 до 20 bar. Използват се различни технически решения за измерване на налягането – с два или три пресостата, чрез електроконтактни манометри (ЕКМ), чрез прилагане на електронни преобразуватели за налягане и съответни показващи прибори, чрез използване на PLC, в които да се програмират предварително различните критични стойности на налягането на маслото.
Сред използваните в практиката реализации на системи за автоматично включване на резервата са:
l пускова маслена помпа, захранвана с променливо електрическо напрежение;
l резервна маслена помпа, захранвана с променливо напрежение от друг източник;
l резервна маслена помпа, захранвана от постоянно напрежение (с акумулаторна батерия);
l главна маслена помпа, свързана с вала на турбината.
Често резервната маслена помпа може да бъде една. Тя се свързва и към електродвигател, работещ с променливо напрежение, и към електродвигател, работещ с постоянно напрежение. От режимния пулт за управление операторът избира посредством режимния ключ статута на помпите - работни или резервни. Например, пускова маслена помпа изпълнява функциите на работна, а останалите са със статут на резервни. Пусковата маслена помпа се включва ръчно. След като налягането на маслото достигне 1 bar, се получава разрешение за включване на валопревъртащото устройство (ВПУ).
Ако по някаква причина налягането на маслото в системата за смазване започне да намалява, например пробив в тръбопровод или авария на помпа, и достигне до предварително зададената стойност от 0,6 bar, контакт от устройството за следене на налягането включва маслената помпа. Тя работи с променливо електрозахранване. В случай че всичко в системата е в границите на нормалното, маслената помпа възстановява налягането и би могла да работи дълго време. Рискът се крие във факта, че основното съоръжение - турбината, работи само с една резервна помпа, захранвана от променливо напрежение.
Ако обаче налягането на маслото продължи да се понижава до 0,45 bar, се преминава към автоматично включване на резервата и в действие се привежда резервната маслена помпа, работеща на постоянно напрежение. В случай че налягането в системата се понижи до под 0,29 bar, се изключва ВПУ на турбината. При развъртане на турбината се използва пускова маслена помпа. Веднага щом машината достигне работните си обороти, смазването й се прехвърля на главна маслена помпа, а пусковата помпа се спира.

АВР за резервен електродвигател
Друго, много често използвано решение за АВР е за резервен  електродвигател с напрежение 6 кV, например на помпи в помпена станция - фиг. 1. Помпите са три броя, две работни и една резервна, задвижвани от три броя асинхронни двигатели. При това всеки електродвигател би могъл да бъде работен или резервен, което се определя от положението на  ключа за избор на управление (ИУ). Схемата е със следните видове управления:
l местно (М);
l дистанционно (Д);
l автоматично за АВР (А).
В схемата е използван прекъсвач с пружинно задействане на оперативен променлив ток. Защитата от късо съединение се осъществява с помощта на реле РТ с пряко действие. Съответно защитата от претоварване се реализира с реле РТ/В, защитата от минимално напрежение е изпълнена с помощта на нулево реле РН/ В с пряко действие с механическо задържане на времето за сработване. В изходно положение на схемата, при работа на електродвигателя, който е избран за работен, прекъсвачът В е включен, избирателят за управление (ИУ) е установен в положение Д, а ключът КУ се намира в нулево положение и блокировъчното реле 1РБА е включено.
При изключване на прекъсвача В от някоя релейна защита, се включва реле за аварийно изключване (РАО), както и релето за резервния агрегат РВР. Едновременно с това се изключва реле 1РБА, подавайки сигнал за аварийно изключване на работещия електродвигател. Включвайки се, релето РВР подава команда за включване на резервния електродвигател. Изходното положение на схемата за описвания резервен електродвигател включва: изключен прекъсвач В, поставяне на ключа за избор на ИУ в положение Р, нулево положение на ключа КУ след изключването.След сработване на реле РВР се затваря междинното реле за включване РПВ, което пуска двигателя Д от привода на прекъсвача. Нормално отвореният контакт се отваря след зареждане на пружината му и двигателят Д се изключва. Нормално отвореният контакт ВП се затваря и включва веригата на соленоида Ввкл, след което резервният електродвигател се включва в работа. Сътоветно, изключването на електродвигателя се реализира с помощта на ключ КУ чрез въздействие върху реле РПО или чрез бутони 1К, осъществяващи контакт с изключващия соленоид на привода Визкл или релето за защита РТ/В.

Дизелгенератори като автоматично включване на резервата
В много важни обекти, като военни комплекси, операционни зали, военни бази, електроцентрали с парни турбини и други, освен захранването от два независими източника често се използват и дизелгенератори, като краен АВР. За реализацията на подобни системи, обикновено се използва дизелов двигател, корабен тип. Мощността му се избира според консуматорите, които ще захранва свързаният към вала му електрически генератор. Машината се комплектова с два броя бутилки за въздух и компресор, с който се зареждат. Голямата бутилка (ресивър) се зарежда директно от компресора с въздух с налягане 28 bar, а от нея чрез редуцир-вентил се зарежда по-малката бутилка, до налягане 8 bar. В електрическото командно табло на дизелгенератора са вградени минимално напреженово реле и реле за време, които се настройват предварително, според експлоатационните изисквания на захранваните консуматори. Минимално напреженовото реле сработва при отпадане на напрежението в мрежата, а релето за време се поставя, за да предпазва генератора от фалшиви включвания. В случай на отпадане на напрежението на мрежата, в която е включен дизелгенераторът, малката бутилка с въздух се изпразва върху буталата на дизеловия двигател, като ги привежда в движение. Същевременно част от въздуха развърта маслена помпа, която подава масло за смазване.Отначало машината се върти със 150 оборота в минута. След 15 секунди тя се развърта напълно до 675 оборота. Генерираното променливо напрежение се подава към мрежата, като би могло да се използва за различни цели, например директно да захранва консуматори или токоизправители, които от своя страна подават право напрежение към аварийни маслени помпи.
Описаното решение е сравнително сложно, изисква всекидневна поддръжка и се пуска в действие - пробно, по определен график. Направените анализи доказват, че инвестираните средства в реализацията на системата за автоматично вкючване на резервата са много по-малки от евентуалните разходи, които би причинила тежка авария.

Токозахранващите устройства като АВР
Друг вид система за АВР включва използването на непрекъсваеми токозахранващи устройства на един или няколко компютъра. Контролерът, монтиран в UPS, следи непрекъснато за стойността и качеството на подаваното към компютъра напрежение от мрежата. При прекъсване на мрежовото напрежение, захранваният от акумулаторните батерии генератор започва да генерира променливи синусоидални импулси. След подходяща електронна обработка по честота, фаза и величина, полученото синусоидално напрежение се подава към компютър. Продължителността на действие на тази система за АВР в голяма степен зависи от ресурса и вида на използваните акумулатори. Все пак времето на действие е достатъчно, за да се предприемат мерки от оператора за съхранение на ценна информация, както и компютърът да бъде нормално изключен. Ако по време на действие на автоматично включената резерва отново се подаде мрежово напрежение, то е с приоритетен статут и генерирането на синусоидално напрежение се прекратява.
В приложения, в които е необходимо да се захранят голям брой показващи и регистриращи прибори и първичните им преобразуватели, се използват промишлени типове непрекъсваеми токозахранвания, с мощност до няколко киловата. Използването им се налага от факта, че при срив на основното и резервното захранване, операторът не трябва да остава без информация за мониторираните стойности на процесните параметри. Ако се окаже че аварията е сериозна, операторът би следвало да има възможност да изведе от работа основните съоръжения до безопасно състояние. Съвременните промишлени непрекъсваеми токозахранвания мониторират във всеки момент параметрите на мрежовата синусоида. При включване на резервата, генерираната от тях синусоида се подава на консуматорите с фаза, честота и амплитуда, съответстващи на текущото състояние преди отпадането на резервното захранване. Обратният процес - преминаване от резервно към основно захранване се реализира аналогично.
Разгледаните примери на системи за автоматично включване на резерва съвсем не обхващат всички възможни технически решения. В статията бяха представени типични и наложили се в практиката системи за АВР. Дори и описаните решения биха могли да се реализират технически чрез използване на различна техника.

Очакваме коментарите и допълненията ви към статията.




ЕКСКЛУЗИВНО

Top