С помощью полученной нагрузочной диаграммы двигателя рассчитывается эквивалентный момент двигателя при его работе в заданном технологическом цикле и сопоставляется с номинальным моментом предварительно выбранного двигателя:

где -- момент двигателя наi-м участке цикла;-- длительностьi-го участка цикла; -- длительность цикла.

Неравенство выполняется, следовательно, средний нагрев двигателя не будет превышать нормативного уровня.

4.1.8 Определение параметров эквивалентной схемы двигателя

Следующие расчеты проводим по методике, взятой из [10].

Для определения параметром эквивалентной схемы воспользуемся данными, представленными в таблице 4.2.

Номинальный ток фазы статора:

Синхронная угловая скорость:



Номинальная угловая скорость:

Номинальный момент на валу:

Номинальные потери мощности:

Принимаем номинальные механические потери мощности в пределах:

и добавочные потери, связанные с вращением ротора:

Рассчитываем момент холостого хода:

и номинальный электромагнитный момент:



Используя эти данные, определяем номинальные переменные потери в роторе:

Задаемся коэффициентом загрузки, соответствующем максимуму КПД:

Находим номинальные переменные потери:

Рассчитываем постоянные потери:

Затем определяем номинальные переменные потери мощности в статоре:

и активное сопротивление фазы статора:



Рассчитываем максимальный электромагнитный момент:

коэффициент b, имеющий размерность сопротивления:

и сопротивление:

После этого определяем приведенное активное сопротивление ротора:

Индуктивное сопротивление короткого замыкания:

Критическое скольжение:

и отношение активных сопротивлений:



По формуле Клосса рассчитываем электромагнитный момент при номинальном скольжении:

Рассчитываем погрешность:

Индуктивное сопротивление статора и ротора:

Потери в стали:

Эквивалентное сопротивление потерь в стали:

Индуктивное сопротивление взаимоиндукции:



Расчет момента инерции ротора:

4.2 Расчет требуемого уменьшения частоты вращения

Пересчет аэродинамических характеристик на другие частоты вращения производится по ГОСТ 10616-90. Для пересчета используются следующие формулы:

, (4.8)

где - давление при частоте вращения ; - давление при частоте вращения ;

(4.9)

где - давление при частоте вращения ; - давление при частоте вращения ;

Для расчета требуемой частоты вращения будем пользоваться следующей формулой полученной путем выражения из (4.9):

(4.10)



Требуемая подача вентилятора в основное время составляет 140 м3/с.

Требуемая подача вентилятора во время перемонтажа составляет 125 м3/с.

4.3 Выбор преобразователя энергии

В соответствии с техническими требованиями к электроприводу,выбор преобразователя частоты производим по номинальному току двигателя и мощности электродвигателя.

Преобразователь частоты фирмы ABBсерии ACS1014-A3-N[6]. Технические характеристики представлены в таблице 4.3. По перегрузочному исполнению преобразователь выполнен в стандартном исполнении, т.е. допусается10% кратковременная перегрузка в течении одной минуты каждые 10 минут.

Таблица 4.3 Технические характеристики ACS1014-A3-N

Наименование параметра	Значение
Максимальная мощность двигателя, кВт	1600
Номинальный выходной ток, А	289
Максимальное выходное напряжение, В	6000
Диапазон регулирования частоты, Гц	0-66
Количество фаз сети	3
Частота сети, Гц	(50ч60)±2
Защитное исполнение	IP21



5. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ САУ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

5.1 Системы автоматического регулирования электроприводом

Система управления должна соответствовать выбранному типу электропривода и требованиям, предъявляемым к электроприводу.

В современных регулируемых электроприводах переменного тока используются три основные структуры системы автоматического управления (САУ):

- скалярное управление электроприводом;

- векторное управление;

- прямое управление моментом (DTC).

Рассмотрим эти САУ подробнее.

5.1.1 Скалярная система управления

Структурная схема системы представлена на рис.5.1. В данной системе блок определения активной составляющей тока статора (БАТ) выполняет роль датчика электромагнитного момента, поскольку момент пропорционален потокосцеплению и активному току ротора, который при условии пренебрежения активной составляющей тока ветви намагничивания равен активному току статора. Регулятор тока РТ содержит в себе звено ограничения и ПИ_регулятор.

Регулятор скорости выполнен пропорциональным. Ограничение момента при снижении скорости будет уменьшаться, что будет сказываться на значительном уменьшении перегрузочной способности двигателя. Для устранения этих недостатков применяется система с IR - компенсацией.

Регулирование по закону



обеспечивает заданную точность регулирования скорости и перегрузочную способность двигателя на одном и том же уровне при любой частоте вращения, при нагреве обмотки двигателя сопротивление R изменяется, что приводит к ошибке в коррекции напряжения в большую сторону, а, следовательно, к увеличению потока на всех частотах вращения. Это явление расширяет диапазон регулирования скорости, и повышает точность, так как жёсткость характеристики увеличивается, одновременно с этим возрастает колебательность системы.

Рис. 5.1 Структурная схема скалярной системы управления

Рис. 5.2 Структурная схема скалярной системы управления с IR-коррекцией

Система с коррекцией представлена на рис. 5.2. На практике чаще используют именно такую систему, где отсутствуют коррекции по абсолютному скольжению и моменту, но присутствует обратная связь по скорости и датчик скорости или положения вала двигателя с дифференцирующим звеном. Задатчик интенсивности определяет скорость нарастания сигнала задания скорости и тем самым ограничивает ускорение системы в переходных процессах.

5.1.2 Векторное управление

Данная система обладает лучшими динамическими показателями, чем системы скалярного управления. В этой системе присутствует два раздельных канала управления: канал управления модулем потокосцепления и канал управления скоростью электродвигателя. Структурная схема системы представлена на рис.5.3.

Рис. 5.3 Структурная схема системы векторного управления

Данная схема[7] базируется на принципах ориентации системы координат по вектору потокосцепления ротора, что обеспечивает раздельное управление моментом и магнитным состоянием АД. К особенностям данной схемы следует отнести наличие четырёх контуров управления для регулирования скорости, потокосцепления ротора и составляющих вектора тока статора. Оптимальная настройка параметров системы выполняется на основе метода подчинённого регулирования, исходя из желаемого быстродействия электропривода. Информация об ориентации системы координат оценивается с применением адаптивного устройства оценки на базе системы математических дифференциальных уравнений, описывающих состояние АД в режиме реального времени. Данный вариант обеспечивает качественное управление моментом АД в динамике, а также регулирование скорости выше номинальной. Обязательным условием для реализации данного варианта является наличие импульсного датчика на валу АД, разрешающая способность которого, в конечном итоге определяет точность и диапазон регулирования частоты вращения. Без импульсного датчика можно обойтись, если использовать наблюдателя координат АД.

Настройка ПЧ на конкретный АД выполняется сразу же после монтажа электропривода перед первым включением. Для этого служит специальный режим автонастройки на основе исследований тестовых включений АД в различных режимах. В дальнейшем при работе АД блок подстройки коэффициентов позволяет отслеживать текущие изменения параметров и выполнить необходимые корректировки в алгоритме управления.

Достоинства:

1) Точность регулирования скорости;

2) Отдельные каналы регулирования потока и момента;

3) Хорошие динамические показатели.

Недостатки:

1) Достаточно сложная реализация;

2) Без датчика скорости необходимо усложнение структуры для получения заданной точности регулирования.

5.1.3 Прямое управление моментом (DTC)

Прямое управление моментом (DirectTorqueControl - DTC) является продолжением и развитием векторного подхода к построению систем управления асинхронным двигателем.

Задачей прямого управления моментом является обеспечение быстрой реакции электромагнитного момента двигателя на управляющее воздействие. В отличие от векторного управления, где изменение момента производится путем воздействия на ток статора, который, таким образом, является управляемой величиной, в системе с прямым управлением момента управляемой величиной является потокосцепление статора. Изменение потокосцепления достигается путем оптимального переключения ключей инвертора напряжения, от которого питается асинхронный двигатель [8].

На Рис. 5.4 представлено расположение векторов напряжения U_0-U_7, потокосцеплений статора Ш_s и ротора Ш_r в неподвижной системе координат (б - в), влияющих на переключение ключей инвертора:

Рис. 5.4 Расположение векторов напряжения и потокосцепления в неподвижной системе координат (б - в)

Переключение ключей в инверторе напряжения преобразователя частоты АИН (Рис. 5.5) осуществляется в зависимости от отклонения истинных значений модуля вектора потокосцепления статора и электромагнитного момента двигателя от их заданных значений.

Рис. 5.5 Структурная схема прямого управления моментом



5.1.4 Вывод о рассмотренных системах управления

С целью уменьшения капитальных затрат на внедряемый автоматизированный электропривод переменного тока по системе ПЧ - АД и обеспечения заданной точности регулирования скорости выбираем систему DTC, структурная схема которой представлена на рис. 5.5. Эта система имеет преимущества в том, что она работает без датчика скорости, тем самым уменьшая время в обслуживании, и ее показатели в динамике выше, чем при векторном управлении. Обеспечивается быстрое, точное и плавное регулирование скорости вращения от нуля до максимального значения. Так же, управление способом DTCвозможно на преобразователе частоты фирмы ABB, той же самой, что и установленный двигатель.

5.2 Математическая модель электропривода вентилятора

Система уравнений электрического равновесия асинхронного двигателя в форме Коши в системе координат (u - v) представлена уравнением 5.1:

где , - потокосцепление эквивалентных статорных контуров;

, - потокосцепление эквивалентных роторных контуров;

, - эквивалентные токи статора;

(5.1)

, - эквивалентные токи ротора;

, - активные сопротивления фазных обмоток статора и ротора;

- номинальная частота вращения ротора двигателя.

Эквивалентные токи статора и ротора рассчитываются по следующим формулам:

(5.2)

(5.3)

(5.4)

(5.5)

где - коэффициент рассеяния двигателя [9].

Для составления математической модели электропривода используем одно массовую электромеханическую систему, т.к. ось двигателя передает крутящий момент оси вентилятора напрямую.

Далее представляем обобщенное уравнение движения одно массовой электромеханической модели:

Вентиляторная нагрузка описывается уравнениями:

Мнемосхема, разработанная в среде MatlabSimulink, представлена на рис. 5.6-5.8.



Рис. 5.6 Мнемосхема электропривода в среде MatlabSimulink

Рис. 5.7 Мнемосхема блока DTC

Рис. 5.8 Мнемосхема механической части электропривода вентилятора



В блоке DTC присутствуют: задатчик интенсивности, плавно увеличивающий заданную скорость до номинальной (77,6 рад/с), и ПИ - регулятор скорости.

В результате моделирования получаем графики, изображенные на рис. 5.9.

Рис. 5.9 Зависимости M=f(t), W1=f(t).

Исходя из графиков видно, что электродвигатель выходит на номинальную скорость примерно за t=25c. Применение системы управления DTCв электроприводе ВГП повышает качественные показатели плавности нарастания скорости, а так же минимальные значения перерегулирования и статической ошибки.



6. ОКОНЧАТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ И РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ И КОНСТРУКЦИЙ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

6.1 Варианты преобразователей частоты для электропривода

При выборе преобразователя частоты был осуществлен выбор между двумя преобразователями: TMdrive-MV и ACS1014-A3-N, основные технические данные которых, сведены в таблицу 6.1.

Таблица 6.1

№	Наименование, фирма-изг.	Основные тех. данные	Показатели надежности	Условия эксплуатации
1	TMdrive-MV, Япония	Диапазон напряжения 6-6,6 кВ; выходная частота 0- 120 Гц; КПД 94%; RS-485; метод управления - многоуровневая ШИМ.	Наработка на отказ 100000ч (12 лет)	Температура окружающей среды (0…+40)
2	ACS1014-A3-N, Шведо- Швейцарская фирма АВВ	Трехуровневый инвертор напряжения (VSI); диапазон напряжения 4,16-7,2 кВ; встроенный UPS; выходная частота от 0 до+/- 66 Гц; КПД 96,5%; Цифровые входа/выхода - 11/6; аналоговые входа/выхода - 7/4; метод управления - DTC; Ethernet, RS-485.	Наработка на отказ 120000ч (10 лет)	Температура окружающей среды (+5…+40)

Сделав анализ технических характеристик преобразователей частоты, приходим к выводу о том, что для нашей задачи подходит преобразователь частоты фирмы ABB ACS1014-A3-N. Одним из недостатков является отсутствие Ethernet,влечет за собой осложнения внедрения преобразователя частоты в САУК. TMdrive требует отдельного питания для цепей управления. Так же, система DTC, используемая на преобразователе ACS, не требующая датчика скорости, более проста и ее показатели в динамике выше, чем при векторном управлении. Установленный асинхронный двигатель изготовлен фирмой ABB, поэтому предпочтительней выбирать преобразователь частоты той же фирмы, что и электродвигатель.

6.2 Структурная схема электропривода

Структурная схема электропривода вентилятора с внедрением ПЧ изображена на рис. 6.1.

Рис. 6.1 Структурная схема электропривода

6.3 Схема соединений

Схема соединения ПЧ изображена на рис. 6.2. Данная схема разработана в соответствии с документами «Система автоматизированного управления и контроля вентиляторной установки главного проветривания на базе двух вентиляторов АВМ-28 (САУК ВГП)»[11] и схемой электрической принципиальной ШУЛ[12].

На схеме введены следующие обозначения:

ACS1014-A3-N - преобразователь частоты;



Рис. 6.2 Схема подключения: А1 - промышленный контроллер (ПК), представляющий собой IBM-совместимый контроллер, входящий в состав аппаратуры ШУЛ; ISO-P32C32 - 64-канальная плата дискретного вывода, входящая в состав ПК А1; КСО-202ВМ - камера сборная односторонняя, предназначена для подачи питания наПЧ ACS1014-A3-N; QS1- автоматический выключатель; М1 - асинхронный двигатель; PE - выход с ШУЛ кабеля Eternet; 410, 411, 412, 88 - выходы с ПК А1, по которым происходит запуск, реверс, останов и прямой пуск (без системы управления) электродвигателя.



7. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ

7.1 Проверка по мощности трансформаторов

Следующие расчеты проведены на основе данных, взятых с [13].

Расчет загруженности трансформаторов производится по формуле:

где - полная расчетная мощность, кВА; N - количество трансформаторов; - коэффициент загрузки трансформатора (данные взяты с таблицы 5.1 [13])

Технические характеристики установленного трансформатора ТМН - 6300/35 У представлены в таблице 7.1.

Таблица 7.1

Наименование параметра	Значение
Мощность, кВА	6300
Номинальное напряжение ВН, кВ	35
Номинальное напряжение НН, кВ	6,3 10,5
Схема и группа соединения обмоток	У/Д-11
Потери холостого хода, %	0,33
Потери короткого замыкания, Вт	4650
Напряжение короткого замыкания, %	7,5

7.2 Выбор сечений линий питающей сети

Выбор сечений линий распределительной сети предприятия производится в зависимости от технических и экономических факторов.

К техническим факторам, влияющим на выбор сечений, относятся:

- нагрев длительно протекающим максимальным рабочим (расчетным) током;

- потеря напряжения в линии;

При выборе сечений по техническим условиям принимаются следующие условные обозначения: Sн - минимально допустимое сечение по нагреву длительно протекающим максимальным рабочим (расчетным) током; SДU - минимально допустимое сечение по потере напряжения.

Экономическим фактором, влияющим на выбор сечений, является экономическая плотность тока.

7.2.1 Выбор сечений по допустимому нагреву

Расчетный ток определяется по формуле:

где Sр - расчетная нагрузка, кВА; Uн - номинальное напряжение линии, кВ.

Исходя из условий выбираем трехжильный кабель с ПВХ изоляцией типа ВВГнг-6 напряжением 6 кВ с медными жилами сечением Sн=150 мм2 и допустимым током Iдоп=305 А.

7.2.2 Выбор сечений по потере напряжения

Целью проверки сечений по потере напряжения является определение уровня напряжения, подводимого к потребителям, и установление его достаточности для обеспечения нормальной работы потребителей.

Проверка сечений по потере напряжения производится по условию:

,

где ДUт - потери напряжения в силовом трансформаторе, %; ДUл - потери напряжения в линии, %; ДUдоп - допустимые потери напряжения, % (принимаются равными 5 %).

Потери напряжения в линии определяются по формуле:

где Iр - расчетный ток линии, А; l - длина линии, км; Uн - номинальное напряжение линии, В; r0, x0 - удельные активное и индуктивное сопротивления линии соответственно, Ом/км; cosцср - средневзвешенный коэффициент мощности.

Суммарные потери напряжения получились равными:

Таким образом выбранный кабель удовлетворяют заданным условиям.

Величина сечения выбранного в результате проверки по потере напряжения осталось неизменным:

7.2.3. Выбор сечений по экономической плотности тока

Сечения проводников должны быть проверены по экономической плотности тока. Экономически целесообразное сечение Sэ определяется по формуле:



где Iр - расчетный ток в час максимума нагрузки энергосистемы, А; jэ - нормированное значение экономической плотности тока, для заданных условий работы, А/мм2.

Выбранное нами сечение удовлетворяет по экономической плотности тока.

7.3 Выбор защитной аппаратуры

Аппаратом защиты называется аппарат, автоматически отключающий защищаемую электрическую цепь при возникновении в ней коротких замыканий или перегрузок.

Выбираем Evolis6кВ. Осуществляем проверку:

- по номинальному напряжению:

60006000 В

где Uн.а - номинальное напряжение автоматического выключателя, В; Uс - номинальное напряжение электрической сети, В;

- по номинальному току:

630258,6 А

где Iн.а - номинальный ток автоматического выключателя, А; Iр- расчетный ток нагрузки, А;

- по номинальному току теплового расцепителя:



25кА258,6 А

где Iн.т.р - номинальный ток теплового расцепителя, А;

- по номинальному току электромагнитного расцепителя:

400211 А.

Автоматические выключатели проверяются по отключающей способности по условию:

25кА6928 А

где I0- отключающая способность автоматического выключателя, кА; - ток трехфазного КЗ на выходе автоматического выключателя, кА.

Ток трехфазного КЗ на выходе автоматического выключателя определяется:

7.4 Схема электроснабжения

В результате проведенных расчетов принимаем:

-Питание ПЧ ACS1014-A3-N осуществляется по трехжильному кабелю ВВГнг-6;

-Питание АД AMI500L8W осуществляется по трехжильному кабелю ВВГнг-6;

-Автоматический выключатель QS1 Evolis сноминальным напряжением 6кВ.

Схема электроснабжения приведена на рис. 7.1.

Рис. 7.1 Схема электроснабжения



8. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНА ТРУДА

Данные инструкции разработаны с использованием [14].

Установка, настройка и обслуживание преобразователя должна производиться только квалифицированным техническим персоналом. Небрежное обращение может привести к повреждению преобразователя. Запрещается бросать преобразователь, подвергать его ударам и тряске при переноске.

8.1 Инструкция по проведению монтажных работ

8.1.1. Меры безопасности

Общие указания и меры безопасности при производстве монтажных и пуско-наладочных работ включают следующие основные положения:

- к работам по монтажу и пуско-наладке ПЧ допускаются лица не моложе 18лет, аттестованные по правилам техники безопасности с присвоением квалификационной группы не ниже третьей, сдавшие зачет на право ведения самостоятельных работ на электроустановках напряжением свыше 1000 В;

- ответственность за безопасное ведение монтажных работ несёт руководитель работ, который до начала монтажных работ должен провести инструктаж задействованных специалистов по мерам и правилам безопасности проведения работ;

- монтажные и пуско-наладочные работы ПЧ выполнять только при выключенном электропитании блока;

- в работе использовать только исправные приспособления и инструмент.

Технический персонал, обслуживающий ПЧ, должен соблюдать следующие правила:

- выполнять техническое обслуживание в соответствии с настоящим руководством и комплектом документации, поставляемой с изделием;

- устранять повреждения, заменять элементы, узлы, приборы, предохранители и другие электрические элементы и установки только после отключения соответствующих цепей электропитания, исключающих прямую или косвенную подачу напряжения на них;

- после проведения осмотров и ремонта изделия перед подачей на него напряжения питания убедиться в том, что все работы закончены, и включение питающих напряжений не повлечет поражение людей электрическим током или повреждение аппаратуры;

- при нарушении изоляции или при касании токоведущих частей с корпусом аппаратуры (появления потенциала на корпусе блока) немедленно отключать соответствующую цепь, включать которую можно только после выявления причин и устранения неисправностей;

При работе под напряжением особое внимание обращать на то, чтобы не вызвать короткое замыкание электрических цепей.

Обслуживающему персоналу при производстве монтажных и пусконаладочных работ запрещается:

- применять нештатные и неисправные измерительные приборы, не имеющие отметок об их своевременной поверке;

- устанавливать в щиты питания и в аппаратуру вставки предохранителей, номинальные токи которых не соответствуют величинам, указанным в эксплуатационной документации на изделие;

- устранять повреждения, заменять предохранители только после отключения соответствующих цепей электропитания, исключающих прямую или косвенную подачу напряжения на них.

8.1.2 Общие указания о порядке и условиях проведения монтажных и демонтажных работ

ПЧ по конструктивному исполнению и месту размещения относится к оборудованию, предназначенному для размещения внутри отапливаемых помещений в стойке аппаратной (в монтажном шкафу) зарытого типа, оборудования блоками вентиляторов для поддержания необходимого теплового режима, согласно проектной документации на объект. При этом помещение должно быть оборудовано техническими системами обеспечения требуемых условий эксплуатации и контуром заземления, в соответствии с проектной документацией, а стойка аппаратная и ПЧ должны быть соединены с контуром заземления объекта.

Элементы контура заземления объекта и молниезащиты должны подвергаться систематическим испытаниям с оформлением соответствующих протоколов и иметь отметку о сроках проведения очередной проверки.

Установка ПЧ должна обеспечивать доступ к задней панели, на которой расположены соединители. Запрещается устанавливать ПЧ на другие тепловыделяющие приборы. Расстояние при установке в 19” стойку между ПЧ и другим прибором должно быть не менее 44 мм.

Устанавливайте ПЧ только на невоспламеняющиеся (металлические крепления и конструкции. Имейте в виду, что при установке изделия в шкаф монтажный (стойку аппаратную) температурой окружающей среды изделия будет температура внутри шкафа. Шкаф должен иметь вентиляционные отверстия для свободного конвективного движения воздуха или принудительное охлаждение для обеспечения нормального теплового режима функционирования изделия.

Решения по обеспечению нормальных условий работы ПЧ, прокладки кабельных трасс и прочего инженерного оборудования должны быть отражены в проектной документации на объект, в составе которого применяется изделие.

Подключение питания ПЧ должно быть организовано от щита питания объекта в соответствии с рабочим проектом на объект или иным документом, его заменяющим.



8.1.3. Монтаж изделия

Стойка аппаратная (шкаф монтажный), в котором должен размещаться ПЧ, должна устанавливаться на расстоянии не менее 1 м от нагревательных приборов. Должна быть обеспечена зона обслуживания с лицевой стороны стойки не менее 1200 мм и с тыльной стороны не менее 800 мм (для стационарного объекта) с учетом требований рабочего проекта на объект или иного документа, его заменяющего. Изделие должно быть защищено от прямого воздействия солнечного излучения, попадания атмосферных осадков и влаги.

Металлические оболочки (экраны) кабелей питания между ПЧ и подключаемым к нему оборудованием должны быть заземлены с двух сторон кабеля в соответствии с ГОСТ 464, СН 305-77.

До монтажа на объекте эксплуатации изделие должно храниться в заводской упаковке. Перед распаковкой ПЧ, доставленного к месту эксплуатации, убедитесь в целостности укладочных ящиков, в которых прибыла аппаратура, в наличии и целостности пломб изготовителя. Затем необходимо распаковать и проверить комплектность изделия согласно разделу “Комплектность” паспорта.

Изделие тщательно осмотреть и убедиться в отсутствии механических повреждений, проверить наличие и сохранность на нем пломб. Убедитесь, что тип и номинальные данные, приведенные на паспортной табличке (шильдике) изделия соответствует заказу.

При проведении монтажа и затем при обслуживании изделия не допускайте попадания внутрь корпуса пыли, кусков провода и других инородных тел, не допускайте контакта ПЧ с водой или другими жидкостями.

Монтаж и подключение блока ПЧ выполнить в соответствии со схемой электрических соединений и рабочим проектом на объект или другим документом.



8.1.4. Демонтаж изделия

Демонтаж УПП выполняется в следующей последовательности:

а) выключить работающий УПП, установив выключатель питания, расположенный на задней панели, в положение «0»;

б) выключить работающее оборудование, соединенное с УПП;

в) отключить от УПП кабель питания, при этом учитывайте, что светодиод зеленого цвета «ПИТАНИЕ» некоторое время будет светиться после снятия с изделия напряжения питания за счет заряда емкостей, не вскрывайте блок и не прикасайтесь к его силовым разъемам пока светодиод не погаснет;

г) произвести демонтаж шкафа УПП и упаковать его.

8.2 Использование изделия по назначению

8.2.1 Эксплуатационные ограничения

Для обеспечения бесперебойной работы ПЧ рекомендуется его питание осуществлять от системы гарантированного энергоснабжения объекта.

Максимально допустимое время пребывания обслуживающего персонала на рабочем месте оператора не должно превышать восьми часов в смену.

Обслуживающий технический персонал ПЧ должен иметь образование не ниже средне-технического и опыт работы по эксплуатации и обслуживанию радиоэлектронного оборудования.

К работе с ПЧ допускаются лица, прошедшие обучение правилам эксплуатации и технического обслуживания изделия, изучившие правила техники безопасности при эксплуатации сооружений радиопредприятий, а также всю остальную эксплуатационную документацию на ПЧ, сдавшие зачет по электробезопасности согласно Правилам техники безопасности (ПТБ), прошедшие медицинский осмотр и инструктаж по технике безопасности с росписью за проведенный инструктаж в специальном журнале.

Невыполнение требований, изложенных в настоящем разделе, может привести к отказам, вплоть до выхода ПЧ из строя.

При невыполнении потребителем требований и рекомендаций поставщик может снять с себя гарантийные обязательства по бесплатному ремонту. Поставщик также не несёт гарантийной ответственности по ремонту при несанкционированной модификации изделия, при грубых ошибках обращения с изделием в процессе эксплуатации.

8.2.2 Меры безопасности

Технический персонал, обслуживающий ПЧ, должен соблюдать правила безопасности.

8.2.3 Порядок подготовки изделия к использованию

При выключенном питании выполнить осмотр ПЧ и подключаемого к нему оборудования на соответствие правильности выполненного монтажа согласно схеме и рабочему проекту объекта или иному документу, его заменяющему.

Проверить, что к соединителям на задней панели ПЧ подключены соответствующие кабели.

Непосредственно перед включением ПЧ в сеть электропитания убедиться в исправности сетевых кабелей и в том, что все корпусные клеммы блока и стойки аппаратной, в которой он смонтирован, подключены к шине защитного заземления объекта.

Проверьте правильность подключаемых разъемов

Включите питание ПЧ.

8.2.4 Использование изделия по назначению

Во избежание несчастных случаев запрещается самостоятельно разбирать, перенастраивать, модифицировать или ремонтировать изделие. Это может привести к нечастному случаю, пожару или иным повреждениям, а также снятию гарантийных обязательств поставщика. По вопросам ремонта изделия обращайтесь к поставщику.

Для поддержания работоспособного состояния изделия в процессе его эксплуатации в течении гарантируемого срока службы требуется проведение технического обслуживания, периодичность и объём проведения которого указаны в РЭ.

8.2.5 Перечень возможных неисправностей и рекомендации по действиям при их возникновении

При обнаружении параметров ПЧ требованиям настоящего руководства или при возникновении любой неисправности в изделии необходимо убедиться в наличии подводимого напряжения питания и исправности защиты входных цепей электропитания, в исправности подключенных к изделию кабелей, убедиться в том, что все устройства, сопрягаемые с изделием работают нормально.

При установлении неисправности в ПЧ неисправный элемент ПЧ подлежит замене из комплекта запасных частей, а неисправная часть отправляется на ремонт.

8.2.6 Действия в экстремальных условиях

При возникновении пожара и в других экстремальных условиях необходимо отключить ПЧ от сети электропитания и в дальнейшем руководствоваться инструкцией о порядке действий обслуживающего персонала, действующей в эксплуатирующей организации.

Для тушения горящего блока и кабелей изделия применять системы газового пожаротушения на основе огнегасящего средства Хладон 114В ГОСТ 15899-93, углекислотные огнетушители по ГОСТ 12.4.009-83, асбестовые покрывала.

Категорически запрещается использовать для тушения изделия химические пенные огнетушители, воду и песок.

8.3 Техническое обслуживание изделия

8.3.1 Общие указания

Главной целью технического обслуживания (ТО) ПЧ является обеспечение бесперебойной и надежной работы изделия, поддержание его в постоянной готовности к применению по назначению.

Под техническим обслуживанием понимаются мероприятия, обеспечивающие контроль за техническим состоянием изделия, поддержание его в исправном состоянии и предупреждение отказов при работе.

Все работы при проведении ТО должны производиться в полном объеме и строгим соблюдением мер безопасности.

Операции ТО, связанные с нарушением пломб аппаратуры, находящейся на гарантии, проводятся только по истечении гарантийных сроков.

При проведении ТО необходимо использовать стандартный инструмент и материалы, указанные в разделах «Инструмент» и «Материалы» паспорта. Стандартный инструмент поставляется в случаях, предусмотренных договором.

Все неисправности и недостатки, выявленные при проведении ТО, должны быть устранены.

Результаты выполнения ТО, выявленные неисправности, а также все операции, произведенные по ремонту отдельных элементов аппаратуры и устранению неисправностей, заносятся в соответствующие разделы паспорта изделия, с указанием наработки изделия на момент проведения ТО.

Основными задачами, решаемыми в ходе проведения ТО изделия, являются:

- исключение условий и дефектов, потенциально опасных для нормального функционирования изделия;

- выявление элементов (модулей), находящихся на грани отказа, и заблаговременная их замена;

- проверка технического состояния элементов и узлов, работа которых при функционировании изделия непосредственно не проверяется.

На основе требований настоящего раздела и в соответствии с правилами внутреннего распорядка эксплуатирующей организации рекомендуется выпустить график проведения работ по ТО изделия, а также необходимые дополнительные технологические документы, регламентирующие работу обслуживающего персонала (инструкции оператору или диспетчеру, инструкции оператору по выполнению отдельных технологических операций и пр.).

8.3.2 Меры безопасности при проведении ТО изделия

При проведении работ по техническому обслуживанию необходимо строго соблюдать меры безопасности. Непосредственно перед проведением ТО руководитель работ должен особое внимание обратить обслуживающий персонал на строгое соблюдение следующих мер:

а) перед разборкой изделия для проведения ТО, если это предусмотрено методикой ТО, убедиться в отключении его от сети электропитания;

б) все операции, связанные с установкой переносных приборов и измерениями, должны исключать касание токоведущих частей открытыми участками тела;

в) запрещается:

- заменять съемные элементы в устройстве, находящемся под напряжением;

- включать в сеть электропитания устройства, на которых сняты защитный корпус или защитные крышки.

Для обеспечения пожарной безопасности при проведении ТО необходимо выполнять правила настоящего руководства и инструкцию о мерах пожарной безопасности в эксплуатирующей организации.

При необходимости проведения каких-либо измерений приборами с заземляемыми корпусами (например, осциллографом) помните, что силовые терминалы применяемых в изделии преобразователей частоты не имеют гальванической развязки с фазой сети, поэтому заземленный прибор может явиться причиной замыкания выхода преобразователя на землю и его повреждения.

Не допускайте попадания на цепи управления высокого напряжения! Проверяйте качество изоляции проводников.



9. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

Среднегодовой расход электроэнергии определяется по формуле[3]:

, кВт•ч, (9.1)

где Q - подача; P - давление; nдн- количество дней которое вентилятор работает в течении года; nч - количество часов которое вентилятор работает в течении суток; з - К.П.Д. вентилятора; зэд - К.П.Д. электродвигателя; зс - К.П.Д. питающей сети.

Расход электроэнергии вентилятора (точка «a», рис. 4.1. п.4):

Расход электроэнергии при частоте вращения 625 об/мин и nдн=325:

Расход электроэнергии при частоте вращения 558 об/мин (при демонтаже лавы) и nдн=40:

Экономия электроэнергии:

Экономия на электроэнергии будет составлять с учетом реального тарифа на электроэнергию 0,98 руб/кВт, по которой оплачивает предприятие ш. им. С. М. Кирова:

С=32794910,98=3213901 руб. в год.

Цену за демонтаж старого оборудования примем 50000 руб.

Цены оборудования представлены в таблице 9.1.

Таблица 9.1

Наименование оборудования	Цена, руб
ACS 1014-A3-N	5000000*
Кабель ВВГнг-6, 1м	2200
Evolis 6кВ	25000

*в цену входят цена самого ПЧ, монтажных и пуско-наладочной работы

Срок окупаемости, с учётом затрат на установку составит:



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном дипломной проекте был выполнен выбор и расчет электромеханического оборудования электропривода главной вентиляционной установки ш. им. С. М. Кирова. Для улучшения технико-экономических показателей работы вентилятора главного проветривания было предложено регулирование производительности вентилятора с помощью частоты вращения ротора асинхронного электродвигателя, что требовало внедрения преобразователя частоты в систему электропривода. Использование данного электропривода повышает технические и экономические показатели работы главной вентиляционной установки ш. им. С. М. Кирова.

В данном дипломном проекте проработаны вопросы техники безопасности при использовании нового оборудования, приведены технико-экономические обоснования для нового варианта электропривода. Основная прибыль будет получена за счет энергосбережения и она составляет . Годовой экономический эффект составляет 3213901 руб. в год и данная система окупается через 3 года 2 месяца.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. В. М. Завьялов, В. Г. Каширских, А. Е. Медведев. Методические указания по дипломному проектированию / Учебное методическое пособие. Кемерово 2011г. - 68 с.

2. ВЕНТПРОМ. Руководство по эксплуатации ВО-28.-39 с.

3. В. Н. Бизенков. Стационарные машины, расчет вентиляторных установок / Учебное пособие: Кемеровов, 2005 г. -103 с.

4. В.И. Дьяков. Типовые расчеты по электрооборудованию / Учебное издание / Седьмое издание: Москва, 1991г. -127 с.

5. Каталог высоковольтных двигателей ABB / 2011г. -151 с.

6. Брошюра. Привод переменного тока среднего напряженияACS 1000, ACS 1000i / 2009г. -21с.

7. Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами: Учебное пособие для вузов. - Л: Энергоиздат. Ленингр. отделение, 1982. - 392 с.

8. Соколовский Г. Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием / Москва «Academia» 2006г.

9. Козярук А. Е. Современное и перспективное алгоритмическое обеспечение частотно-регулируемых электроприводов / 2004. - 86 с.

10. Фираго Б. И., Павлячик Л. Б. Регулируемые электроприводы переменного тока / Минск ЗАО «Техноперспектива» 2006. - 46 с.

11. Руководство по эксплуатации СИНТ 2115.18.020 РЭ. Система автоматизированного управления и контроля вентиляторной установки главного проветривания на базе двух вентиляторов АВМ-28 (САУК ВГП) / Новосибирск 2011г. -48с.

12. СИНТ 2115.18.020 ЭЗ. Схема электрическая принципиальная ШУЛ / Новосибирск 2011г. -13с.,

13. Проектная документация. Монтаж и опытно-промышленное испытание вентиляторной установки ВО-28/18 АР750 и энергокомплекса на промплощадке путевого бремсберга 2403и шурфа №72 / Кузбасский государственный институт по проектированию угледобывающих и углеперерабатывающих предприятий. Кемерово 2011г. -206с.

14. Руководство по эксплуатации ТИШЖ. 468157.020 РЭ. ООО «Технология Радиосвязи».- 17с.

Размещено на Allbest.ur

...