Регулируемый электропривод АОК-АВК для тягодутьевых механизмов тепловых электростанций.

На Втором международном научно-техническом семинаре “Применение регулируемого электропривода в электроэнергетике”, который прошел в Москве в ноябре 2001 года, было отмечено, что одной из областей эффективного применения регулируемого электропривода (РЭП) является его использование в механизмах собственных нужд тепловых электростанций (ТЭЦ).

Обследование наиболее крупных ТЭЦ, оснащение которых РЭП при реконструкции и техническом перевооружении отрасли перспективно в период 2001–2005 гг., показало, что в эксплуатации находятся 254 дутьевых вентиляторов суммарной мощностью 185,3 тыс. кВт и 266 дымососов суммарной мощностью 252 тыс. кВт. Шкала мощностей электродвигателей, применяемых для дутьевых вентиляторов, составляет 160–5000 кВт, а для дымососов – 315–5000 кВт.

Учитывая накопленный в электроэнергетике опыт внедрения частотно-регулируемых электроприводов (ЧРП) с применением преобразователей фирм “Allen-Bradley”, “ЭОС” и “Триол”, а также электроприводов на основе регулируемого бесконтактного двигателя двойного питания (РБД) предприятия НП АО “Электромаш”, указанные типы электроприводов были рекомендованы специалистами АО “ВНИИЭ” для дальнейшего применения в качестве приводов тягодутьевых механизмов ТЭЦ.

Опыт внедрения ЧРП, в т.ч. на дымососах и дутьевых вентиляторах ТЭЦ-26 АО “Мосэнерго”, показал следующее. Поскольку ЧРП является высокотехнологичным изделием, он требует высокой квалификации эксплуатационного персонала для его обслуживания. К тому же, сохранение ранее установленного электродвигателя в составе ЧРП не всегда допустимо, учитывая снижение технического ресурса электродвигателя из-за высоковольтной перегрузки изоляции обмоток и повышенной вибрации в диапазоне изменения частоты вращения. Поэтому был поставлен вопрос о создании для ЧРП серии специальных асинхронных электродвигателей (АДО) взамен электродвигателей серии ДАЗО, что вызовет существенное удорожание ЧРП.

Реальный диапазон регулирования мощности энергоблоков допускает регулирование частоты вращения тягодутьевых механизмов в ограниченном диапазоне (0,6–1,0 Nн), что определяет перспективность применения электропривода РБД в шкале мощностей 800–1600 кВт. Для шкалы мощностей 400–630 кВт в качестве альтернативы ЧРП можно предложить регулируемый электропривод на базе электродвигателя с фазным ротором (АОК) с управлением по схеме асинхронно-вентильного каскада (АВК).

НП АО “Электромаш” в течение длительного времени выпускает асинхронные электродвигатели с фазным ротором АОК2, АОК4, ВАОК4, получившие положительную оценку у эксплуатационников благодаря надежности и удобству в обслуживании. Наличие собственного производства таких двигателей позволило предприятию, совместно с ЗАО “Эниф” (г. Минск), приступить в выпуску электроприводов АОК-АВК.

Типоисполнения выпускаемых электроприводов приведены в таблице.

В состав электропривода входят:

- электродвигатель АОК;

- тиристорный преобразователь;

- дроссель;

- высоковольтный трансформатор.

Рис. Структурная схема электропривода АОК-АВК
АОК - регулируемый двигатель МВ1 - маслянный выключатель n - задатчик скорости ИР - индукционный реостат Др - дроссель	B - выпрямитель И - инвертор ТР - трансформатор инвертора ТН - измерительный трансформатор

В режиме пуска ротор электродвигателя АОК замыкается на индукционный реостат ИР, который, ограничивая пусковой ток, обеспечивает “мягкий” пуск электродвигателя. При наборе двигателем номинальных оборотов, электропривод переводится оператором в регулируемый режим. Все последующие действия по выходу на установленную частоту вращения электродвигателя и ее поддержание осуществляются автоматически по определенному алгоритму.

Тиристорный преобразователь обеспечивает выпрямление низкого напряжения ротора электродвигателя неуправляемым выпрямителем В, сглаживание выпрямленного напряжения дросселем Др и последующее преобразование в переменное напряжение частотой 50 Гц тиристорным инвертором И. С выхода инвертора преобразованная мощность скольжения электродвигателя возвращается через разделительный высоковольтный трансформатор Тр в сеть 6 кВ.

Блок управления обеспечивает работу электропривода в нерегулируемом и регулируемом режимах работы, автоматический и ручной переход из одного режима в другой, импульсно-фазное управление инвентором, контроль состояния электропривода. Обеспечиваются разного рода защиты: от коротких замыканий внешних и внутренних цепей, от перенапряжения на тиристорах и токосъемных кольцах электродвигателя, от повышенной температуры в обмотках электродвигателя и на силовых блоках преобразователя от попадания высокого напряжения на термодатчики электродвигателя.

Установка скорости вращения электродвигателя может выполняться вручную с пульта электростанции или в автоматическом режиме от автоматики КИПиА. Сигнал обратной связи по частоте вращения электродвигателя вырабатывается непосредственно в блоке управления, что исключает необходимость установки датчика оборотов на валу электродвигателя.

Преобразователь конструктивно исполнен в виде одного шкафа с габаритными размерами 1200х800х2400 мм, внутри установлен индукционный реостат. В электроприводах мощностью до 500 кВт дроссель также устанавливается внутри шкафа, а для более мощных – выполнен отдельным устройством в защищенном исполнении. Габаритные размеры дросселя электропривода мощностью 630 кВт – 600х10000800 мм.

В электродвигателе предусмотрены принудительный обдув зоны щеточного контакта и сбор щеточной пыли в специальном накопителе, что обеспечивает надежную изоляцию между контактными кольцами. Изоляция обмоток - термореактивная, типа “Монолит-2”, класс нагревостойкости F c температурным использованием по классу В.

Основные достоинства такого электропривода.

- Пониженная мощность преобразователя и высоковольтного трансформатора. Она определяется только мощностью скольжения, передаваемой в сеть, и соотношением Р = 0,4 Рдв. Благодаря этому и простоте преобразователя, цена комплектного электропривода АОК-АВК (двигатель, преобразователь, трансформатор) сопоставима с ценой только одного преобразователя электропривода ЧРП.

- Относительно простая схемотехника, позволяющая проводить обслуживание силами персонала электростанции.

- “Мягкий” пуск электродвигателя. При замене штатного асинхронного электродвигателя регулируемым, установленную мощность привода можно снизить на 2–3 ступени.

- Автоматический переход на нерегулируемый режим работы на под синхронной скорости частоты вращения электродвигателя в случае нарушения работы схемы управления обеспечивает непрерывность технологического процесса ТЭЦ.

В рамках выполнения программы энергосбережения Республики Белорусь такого типа электроприводы будут введены в эксплуатацию в 2002 г. на Новополоцкой ТЭЦ.

Головной образец электропривода АОК-АВК-500/750 для дымососов ТЭЦ прошел заводские испытания.