Компрессорная станция

Если резервированием  электроснабжения нельзя обеспечить необходимой  непрерывности технологического процесса или если резервирование электроснабжения экономически нецелесообразно, должно быть осуществлено технологическое  резервирование, например, путем установки  взаимно резервирующих технологических  агрегатов, специальных устройств  безаварийного останова технологического процесса, действующих при нарушении  электроснабжения. 

Электроснабжение  электроприемников I категории с особо сложным непрерывным технологическим процессом, требующим длительного времени на восстановление рабочего режима, при наличии технико-экономических обоснований рекомендуется осуществлять от двух независимых, взаимно резервирующих источников питания, к которым предъявляются дополнительные требования, определяемые особенностями технологического процесса. 

Электроприемники II категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых, взаимно резервирующих источников питания. 

Для электроприемников II категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады. 

Допускается питание  электроприемников II категории по одной ВЛ, в том числе с кабельной вставкой, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта этой линии за время не более 1 суток. Кабельные вставки этой линии должны выполняться двумя кабелями, каждый из которых выбирается по наибольшему длительному току ВЛ. Допускается питание электроприемников II категории по одной кабельной линии, состоящей не менее чем из двух кабелей, присоединенных к одному общему аппарату. 

При наличии централизованного  резерва трансформаторов и возможности  замены повредившегося трансформатора за время не более 1 суток. допускается питание электроприемников II категории от одного трансформатора. 

Для электроприемников III категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток. 

Компрессорная станция  относится к электроприемникам первой группы по обеспечению надежности электроснабжения, так как перерыв в электроснабжении может повлечь за собой значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, а самое главное -произойдет аварийная остановка всего завода. 

1.4 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ  ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ КОМПРЕССОРОВ  И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 

Выбор напряжения для  питания электроустановок производится на основании технических и экономических  факторов. К техническим факторам относятся: число и мощность электроприемников, их размещённость, вероятная протяженность электрических коммуникации, параметры имеющихся источников питания и электроприемников, а также требуемые характеристики электроприводов (режимы работы, диапазон регулирования скорости и т. д.). 

К экономическим  факторам относятся: первоначальные затраты  на сооружение электроустановки, а  также эксплутационные расходы. 

На выбор напряжения и рода тока может оказать влияние  электрооборудование, поступающее  комплектно с технологическим оборудованием, а при реконструкции существующей электроустановки - имеющиеся электроприемники и источники питания. 

Практически во всех случаях предпочтение отдается переменному  трехфазному току. 

Согласно требованиям  Правил устройства электроустановок напряжения 3 и 6кВ применять не рекомендуется, так как экономически выгодней принятое стандартами напряжение 10кВ. 

Установленные на компрессорной  станции высоковольтные двигатели  типа СТД-1600-23УХЛ4 питаются от распределительного устройства подстанции №45 напряжением 10кВ. 

Это отвечает экономическим  и техническим факторам. 

Вспомогательное оборудование компрессорной станции запитано от двух трансформаторов собственных  нужд, расположенных на подстанции с установленными трансформаторами, типа ТМ-630/10 напряжением 10/0,4кВ. 

1.5 СХЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 

На компрессорной  станции установлены восемь компрессоров типа К-250-61-5, с приводом от синхронного  двигателя типа СТД-160-23УХЛ4 мощностью 1600кВт, напряжением 10кВ. Питание производится двумя независимыми вводами с  Красногорской ТЭЦ и двумя независимыми вводами с ГПП "Оборотная". 

При выборе схемы  электроснабжения компрессорной станции  следует учитывать категорию  электроснабжения. 

Компрессорная станция  относится к потребителям I категории, так как перерыв в электроснабжении может повлечь за собой повреждение  дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции и расстройство сложного технологического процесса. 

В соответствии с  Правилами Устройства Электроустановок (ПУЭ) [1], потребители I категории должны иметь два независимых, взаимно  резервирующих источников питания, при этом может быть обеспечено резервирование и всех других потребителей. 

Перерыв в электроснабжении может быть допущен лишь на время  автоматического восстановления питания. Восстановление питания осуществляется при помощи устройства АВР (автоматического  введение резерва). 

Для взаимного резервирования питания потребителей, подключенных к разным секциям шин, со стороны  высокого напряжения предусмотрено  устройство АВР на секционном выключателе  в РУ - 10кВ. При нарушении питания  одной из секции шин, происходит автоматическое включение, нормально отключенного, секционного выключателя, и питания обоих секции осуществляется от одной линии. 

Для обеспечения  контроля напряжения на шинах РУ - 10кВ и для обеспечения работы устройств  АВР устанавливаются трансформаторы напряжения. 

Для питания потребителей напряжением 380/220В, при компрессорной  станции устанавливается двух трансформаторная подстанция с трансформатором ТМ-630/10 мощностью 630кВА. Данная схема электроснабжения обеспечивает надежное и бесперебойное  электроснабжение компрессорной станции, как потребитель I категории группы электроснабжения. 

1.6 НАЗНАЧЕНИЕ ВОЗБУДИТЕЛЯ 

Расшифровка обозначения  возбудителя: 

Возбудители предназначены  для питания обмотки возбуждения  и управления током возбуждения  синхронного двигателя, при прямом или реакторном пуске от сети. 

Возбудители предназначены  для продолжительной работы в  закрытых помещениях со следующими условиями  окружающей среды: 

- высота над уровнем  моря до 1000 м; 

- температура окружающей  среды от + 1°С до +40°С; 

- относительная влажность  не более 80% при температуре  окружающей среды +20°С; 

- окружающая среда  невзрывоопасная, не содержит  взрывоопасных газов и паров  в концентрациях, разрушающих  металлы и изоляцию, не насыщена  водяными парами и токопроводящей  пылью; 

- запыленность воздуха  нетокопроводящей пылью не более 

0,2 мг/м3; 

- отсутствие непосредственного  воздействия солнечной радиации. 

1.7 УСТРОЙСТВО И  РАБОТА ВОЗБУДИТЕЛЯ 

Описание принципа работы ведется согласно принципиальной схеме. 

Узловым элементом  возбудителя является тиристорный выпрямитель. Питание выпрямителя осуществляется от сети переменного тока напряжением 380 В 50 Гц через автоматический выключатель S6 и согласующий силовой трансформатор Т1. 

Параллельно обмотке  возбуждения синхронного двигателя  через тиристорный ключ V11, V12 подключено пусковое сопротивление R16. Последовательно с обмоткой возбуждения включено реле напряжения К8. Последовательно с пусковым сопротивлением включено токовое реле К9. 

Электронная система  управления ЭСУ состоит из ряда отдельных  блоков, которые в совокупности обеспечивают: 

а) формирование импульсного  сигнала зажигания тиристоров; 

б) поступление импульсного  сигнала зажигания на управляющие  электроды тиристоров в соответствующие  моменты времени; 

в) автоматическую подачу возбуждения в процессе пуска  синхронного двигателя; 

г) бесконтактное  отключение пускового сопротивления  и защиту его от перегрева; 

д) режим инвертирования при нормальных и аварийных отключениях синхронного двигателя; 

е) автоматическое и  ручное регулирование возбуждения  синхронного двигателя; 

ж) защиту тиристорного выпрямителя от токов короткого замыкания; 

з) необходимую форсировку возбуждения синхронного двигателя; 

и) защиту ротора от длительной перегрузки по току. 

В комплект системы  управления входят следующие блоки: 

блок А - автоматический регулятор возбуждения; 

блок Б - блок управления, ограничения и защит;' 

блок В - фазоимпульсный блок; 

блок Г - блок питания. 

Управление тиристорами  выпрямителя осуществляется от импульсных каналов фазоимпульсного блока  В. Управляющее напряжение в блок В подается через переключатель режима S5 либо от потенциометра аварийного управления R13, либо в режиме ручного или автоматического управления из блока Б - платы уставок. 

При увеличении управляющего напряжения фаза управляющих импульсов  также увеличивается, что приводит к уменьшению тока ротора. Соответственно при уменьшении управляющего напряжения ток ротора возрастает. Синхронизирующее напряжение поступает в фазоимпульсный блок из блока питания и по фазе совпадает (со сдвигом на 30 электрических  градусов) со вторичным напряжением силового трансформатора Т1. Поэтому возбудитель не требует фазировки при монтаже. 

В возбудителе в  режиме ручного регулирования на вход в плату установок поступают  сигналы от потенциометра ручного  регулирования R14, из схемы пуска, ограничения  тока ротора, защиты от короткого замыкания  и форсировки. 

В режиме автоматического  регулирования на вход платы уставок поступает напряжение из блока А, при этом схемы форсировки и ограничения тока ротора, функционирующие в ручном режиме, отключаются переключателем S5. 

Схема ограничения  тока ротора предназначена для ограничения  тока ротора при перегрузке, причем время ограничения обратно пропорционально  величине перегрузки. Схема питается от датчика тока ротора. 

Датчик тока ротора состоит из трех трансформаторов  тока Т2 - Т4. первичные обмотки которых включены во вторичную цепь трансформатора Т1, и диодного выпрямителя в блоке Г V12 - V17. 

Ключ управления S1 служит для включения и отключения цепи статора масляным выключателем Q1. Этот же ключ может быть использован  в качестве ключа разрешения при  управлении синхронным двигателем со стороны. 

При отключении Q1 происходит форсированное гашение поля ротора вследствие перехода преобразователя  в инверторный режим. Сигнал инвертирования подается в плату установок нормально  открытыми контактами реле КЗ. 

Схема защиты от асинхронного хода срабатывает при протекании тока через пусковое сопротивление, сигнал на включение схемы защиты подается герконным реле К9. Протекание тока через пусковое сопротивление происходит в режиме асинхронного хода под воздействием переменного напряжения в цепи ротора. Амплитуда напряжения, необходимая для срабатывания тиристорного ключа, зависит от состояния реле К5 и резко уменьшается при отключении К5. 

Схема защиты от короткого  замыкания питается от датчика тока ротора. Схема срабатывает при превышении заданной уставки тока преобразователя, т. е. при любых видах коротких замыканий в силовых цепях возбудителя. Срабатывание схемы приводит к исчезновению импульсов, поступающих из блока В в преобразователь, и к отключению масляного выключателя. Режим инвертирования в этом случае отсутствует. 

Схема пуска осуществляет автоматическую подачу возбуждения  при пуске синхронного двигателя. Схема питается от трансформатора тока Т9 в статорной цепи двигателя. Пока ток статора превышает заданную уставку, импульсы из фазоимпульсного блока не поступают. 

При реактивном пуске, кроме того, импульсы управления подаются по истечении требуемой выдержки времени.