Методические указания по выбору и применению асинхронного частотно-регулируемого электропривода мощностью до 500 квт врд 39 10-052-2001 (стр. 8 из 13)

а) неправильно	б) правильно

Рис. 16 Схема заземления преобразователя частоты

ПЧ - преобразователь частоты.

Площадь сечения медного заземляющего проводника должна быть не менее 3,5 мм². Заземление должно обеспечивать защиту от напряжения на корпусе оборудования согласно стандартам IEC 364, IEC 543, EN 50178 (5.3.2.2) и EN60204-1.

Защита электродвигателя

Преобразователь частоты должен обеспечивать, как правило, следующие функции по защитам электродвигателя:

- защиту от тока перегрузки;

- защиту от перенапряжениий;

- защиту от понижения напряжения;

- защиту от замыканий на землю;

- контроль фаз питающей сети;

- контроль фаз выходной цепи;

- защиту двигателя от заклинивания;

- защиту привода от работы с недогрузкой;

- защиту двигателя от перегрузки.

Режимы защиты электродвигателя от перегрузки основываются на его тепловой модели, контролирующей изменение параметра произведение квадрата тока нагрузки на время (I² · t), заложенного в программном обеспечении преобразователя частоты для стандартного электродвигателя и дополнительно на использовании термисторного датчика перегрева электродвигателя наружного или встроенного в обмотку статора.

Тепловая защита электродвигателя, основанная только на тепловой модели, не обеспечивает 100%-ю точность, потому что температура двигателя только рассчитывается, а не измеряется, а также не учитывается изменение температуры окружающей среды. Если работают несколько двигателей от преобразователя частоты, в каждом из них должен быть установлен отдельный термисторный датчик.

Возможно ошибочное срабатывание термисторного датчика в результате воздействия высших гармоник напряжения на выходе преобразователя частоты, в общем случае защитой от этого является увеличение уставки срабатывания реле защиты примерно на 10%.

10 СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ С ПРИМЕНЕНИЕМ АСИНХРОННОГО ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА МОЩНОСТЬЮ ДО 500 кВТ

Система автоматического управления асинхронным частотно-регулируемым электроприводом (САУ АЧРП) мощностью до 500 кВт является подсистемой информационно-управляющей системы (ИУС) производственных подразделений:

- газодобывающих промыслов;

- газоперерабатывающих заводов;

- станций подземного хранения газа;

- компрессорных станций.

САУ АЧРП должна интегрироваться в АСУ ТП и в системы водоснабжения, теплоснабжения и канализации производственных подразделений. САУ АЧРП должна соответствовать всем требованиям, изложенным в «Основных Положениях по автоматизации объектов энергообеспечения ОАО «Газпром» [12].

Основанием для применения САУ АЧРП является необходимость повышения эффективности технологического процесса.

В справочном Приложении Ж представлен пример системы автоматического управления технологическими процессами с применением частотно-регулируемого электропривода насосными агрегатами. Основным элементом системы являются программируемые логические контроллеры, представляющие 3 группы:

- встроенные контроллеры преобразователей частоты;

- контроллер управления технологическими процессами;

- контроллер сбора информации и управления связью (КСУ).

Встроенные контроллеры преобразователей частоты должны обеспечивать:

- регулирование соответствующих технологических параметров;

- АВР и АПВ агрегатов;

- формирование оптимальных переходных режимов пуска и остановки агрегата;

- защиту электродвигателя от аварийных режимов;

- автоматическое переключение агрегатов для равномерного расходования моторесурса;

- формирование сигнала "Предупреждение" при выходе за допустимые пределы параметров электропривода или технологического процесса;

- отображение текущих значений параметров электропривода и технологического процесса на панели местного управления.

Контроллер управления технологическими процессами (КТП) должен обеспечивать:

- сбор и обработку информации о состоянии оборудования и текущих измеряемых технологических параметрах, необходимой для автоматического управления технологическим процессом;

- косвенное определение величин неизмеряемых технологических параметров, необходимых для формирования оптимального алгоритма функционирования оборудования;

- определение уставок поддерживаемых технологических параметров и передачу их в САУ АЧРП;

- предварительную обработку информации о состоянии оборудования и технологических параметрах и передачу ее в верхний уровень на сервер;

- выявление ненормальных и аварийных ситуаций и передачу сообщений о них на сервер;

- прием и исполнение директивных команд, поступивших из ИУС подразделения;

- регулирование технологических параметров;

- выбор источника сигнала обратной связи для регуляторов технологических параметров при изменении режима функционирования;

- стабилизацию технологических параметров в случае выхода величины сигнала обратной связи за допустимые пределы.

Контроллер сбора информации и управления связью должен обеспечивать:

- реализацию дополнительных оптимизационных алгоритмов, требующих большого объема вычислений;

- сбор (с привязкой к реальному времени) и обработку информации с анализом на ненормальные и аварийные ситуации;

- сбор (с привязкой к реальному времени) и обработку дополнительной информации о технических системах, непосредственно не используемой в САУ АЧРП (в том числе с приборами коммерческого учета, имеющих интерфейс для связи с ЭВМ, а также с системами пожарной и охранной сигнализации и т.п.);

- передачу информации о техническом состоянии и технологических параметрах, аварийных и ненормальных режимах работы оперативному персоналу;

- прием и исполнение директивных команд, поступивших с верхнего уровня управления;

- сохранение собранной информации при потере связи и автоматическую передачу информации при восстановлении связи.

Литература

1. Плавное регулирование скорости вращения с помощью преобразователей частоты типа SAMI STROMBERG. Helsinki, 1986.

2. HITAHU INVERTER Technical guide book. Hitachi, Ltd. 1995.

3. Технический каталог. Преобразователи частоты ACS Single Drive для регулирования скорости и вращающего момента асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором мощностью от 2,2 до 3000 кВт. ABB Industry Oy. 1998.

4. Squirrel Cage Motors in Converter Drives. ABB Motors. 1995.

5. Сыромятников И.А. Режимы работы асинхронных и синхронных электродвигателей. М.: Госэнергоиздат, 1963.

6. Чиженко И.М. Справочник по преобразовательной технике. М.: Изд-во Техника, 1978.

7. ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения». Издание межгосударственного совета по стандартизации метрологии и сертификации. Минск, 1997.

8. ГОСТ 24607-88 «Преобразователи частоты полупроводниковые. Общие технические требования». М.: Изд-во стандартов, 1988.

9. Руководство по установке и запуску. Преобразователи частоты ACS 601 2,2 - 110 кВт. ABB Industry Oy. 1996.

10. Преобразователи частоты VACON. Руководство VAASA CONTROL OY 2000.

11. МЭК 34-17. Вторая редакция 1998-06. Асинхронные короткозамкнутые двигатели, питаемые от преобразователя частоты.

12. Основные положения по автоматизации объектов энергообеспечения ОАО «Газпром», 2000. М.: ИРЦ Газпром, 2000.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(справочное)

Таблица А.1 - Международные и национальные стандарты, регламентирующие применение частотно-регулируемого асинхронного электропривода

Наименование стандарта	Тип стандартов и норм
	EN Европейские нормы	IEC Международный электротехнический стандарт	DIN, VDE Немецкие индустриальные нормы, Ассоциация немецких электротехников	JIS Японский индустриальный стандарт	JEM Ассоциация производителей электрических машин Японии	IEEE Институт инженеров электриков и электронщиков США
Машины электрические вращающиеся - номинальные данные	EN 60034-1	IEC 34-1 IEC85	DIN VDE 0530-1
Методы определения потерь и КПД вращающихся электрических машин	-"-	IEC 34-2	DIN VDE57530-2
Классификация степеней защиты, обеспечиваемых оболочками вращающихся электрических машин	EN 60034-5	IEC 34-5	DIN VDE 0530-5
Методы охлаждения вращающихся электрических машин	-"-	IEC 34-6	DIN IEC 34-6
Допустимые уровни шума	EN 60034-7	IEC 34-9	DIN VDE0530-9
Встроенная температурная защита	DIN EN 21680	IEC 34-11	-"-
Пусковые характеристики асинхронных короткозамкнутых двигателей, включая напряжение 660В, 50Гц	-"-	IEC 34-12	DIN VDE 0530-12
Механические вибрации электродвигателей	-"-	IEC 34-14	DIN VDE 0530-14
Стандартные напряжения МЭК	EN50019	IEC 38	DIN IEC 38
Безопасность машинного оборудования	EN 60204-1 EN 60529	IEC 204-1
Приборы защиты, требования к установке	IEC 947-1 IEC 947-3
Электромагнитная совместимость Методы испытаний	EN 61800-3
Правила использования термисторного датчика в электродвигателе	IEC 664
Уровни загрязнения окружающей среды	IEC 721-3-3
Допустимая вибрация (эксплуатация, хранение и транспортировка)	IEC 68-2-6 IEC 721-3-3
Эмиссия электромагнитных волн и электромагнитная интерференция	EN 50081-2
Чувствительность к электромагнитной интерференции	EN 50082-2
Максимальная длина кабеля двигателя, экранированный или армированный в соответствии с требованиями ЭМС	EN 55011
Требования к передаче информации в системах автоматического управления	EN 50170
Требования к изоляции кабелей	DIN IEC 721-3-3
Защита от поражения электрическим током	DIN VDE 0106 Часть 100, DIN VDE 0113 Часть 5
Требования к синус фильтрам	DIN VDE 0530
Требования к размерам поперечного сечения кабеля	DIN VDE 0100, VDE 0298 Часть 4
Классификация видов окружающей среды	DIN IEC 721-3-3
Требования к сетевому дросселю, ограничивающему отклонения от нормы питающей сети	DIN VDE 01 60
Требования электробезопасности для встраиваемых устройств	VDE 0113
Механические вибрации. Методы испытаний	JIS CO 911-1984
Виды исполнения защиты для оборудования, управления и контроля	JEM 1030-1983
Рекомендации по периодичности осмотра преобразователя частоты общего назначения	В соответствии с инструкцией производителя преобразователя частоты
Общий стандарт по электромагнитной совместимости. Часть 2. Промышленные условия	DIN VDE 0250, Часть 405
Выключатели и Системы	IEC 947-4
Типы предохранителей	DIN 43620 DIN 43653
Ограничение по высшим гармоникам тока	EN 60555	IEC 555, IEC 1000-3, IEC 1800-3	IEEE 519-1992
Требования к защитному заземлению	EN 60204-1 EN 50178 (5.3.2.2)	IEC 364, IEC 543
Асинхронные короткозамкнутые двигатели, питаемые от преобразователей частоты. Руководство по применению	IЕС 34-17 Первая редакция 1992 г. Вторая редакция 1998 г.	VDE 0530 Дополнительная часть 2

ПРИЛОЖЕНИЕ Б