РАЗДЕЛ 2
СИСТЕМЫ СОГЛАСОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭНЕРГОСИЛОВЫХ
УСТАНОВОК ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ С СЕТЬЮ
2.1. Особенности систем согласования энергосиловых установок с сетью с использованием традиционного электрооборудования
Выполненный анализ энергосиловых установок транспортных средств указывает на принципиальную возможность и оправданное их использование в качестве аварийных источников питания при непредвиденных длительных перерывах электроснабжения. При соответствующих запасах топлива они способны обеспечить длительное функционирование энергоснабжаемого объекта в режимах с минимально возможным потреблением электрической энергии и высоком коэффициенте полезного действия. Представляется важным решение задачи построения оперативно-формируемых аварийных источников большой мощности с использованием энергосиловых установок транспортных средств [63].
В последние годы в технической литературе появились сведения, в той или иной мере посвященные системам связи автономных источников с промышленной сетью [25, 21, 16]. Уровень технических решений таков, что позволяет надеяться на возможность создания устройств, отличающихся большой степенью унификации. Ниже рассматриваются возможные варианты запуска и дальнейшего электропитания мощных электроприводов от автономного источника с первичным синхронным генератором, или генератором постоянного тока большегрузных автомобилей и тепловозов. В качестве согласующих устройств и агрегатов предполагается использовать стандартные узлы и агрегаты, выпускаемые промышленностью и использующиеся на горнодобывающих предприятиях. Таким образом, степень согласования зависит не только от параметров энергетической установки, но и от комплектности оборудования, представленного на конкретном предприятии.
Учитывая все выше перечисленные факторы, в качестве возможных вариантов построения схем согласования рассматриваются следующие.
На предприятиях, оборудованных подъемными установками с приводом по системе генератор-двигатель (Г-Д), электрическими экскаваторами с аналогичной системой привода, согласование достижимо с использованием преобразовательной части системы Г-Д по схеме: двигатель постоянного тока генерирующей системы, генератор системы Г-Д, сетевой двигатель системы [26, 21, 37, 60, 43].
На предприятиях, оборудованных тиристорными электроприводами, целесообразно применение систем согласования с электромашинными преобразователями, включающими преобразовательное оборудование тиристорных электроприводов, синхронные двигатели вентиляторов, компрессоров. Более просто реализуется этот вариант при согласовании с транспортными средствами, оборудованными генераторами переменного тока.
Характеристики энергетических установок транспортных средств указывают на отсутствие возможности непосредственного, прямого их использования для целей аварийного резервного питания. Это объясняется следующими факторами:
* в системах с генератором постоянного тока очевидна несогласованность параметров электрической энергии с основными потребителями, в качестве которых, как правило, используются электроприводы переменного тока;
* в схемах энергосиловых установок с синхронными генераторами фактором несогласования является частота на выходе генератора (150...400 Гц), которая, как правило, выше промышленной.
В таких условиях очевидна необходимость установки дополнительных устройств и систем согласования, обеспечивающих взаимную приемлемость, совместимость параметров энергосиловой установки (ЭСУ) с параметрами систем электропривода.
Простейшей схемой согласования является схема, представленная на рис.2.1. Основным элементом согласования является мотор-генераторный преобразователь, состоящий из двигателя постоянного тока (ДПТ) и синхронного генератора (СГ), связанных с сетью постоянного тока транспортной системы машиной постоянного тока (МПТ), а с сетью переменного тока 50 Гц ? синхронным генератором. Мотор-генераторный преобразователь служит инвертором (преобразователем частоты).
Запуск мотор-генераторного преобразователя может осуществляться с помощью резисторно-тиристорного пускателя в цепи, связывающий выпрямитель транспортного средства с мотор-генераторным преобразователем.
На время запуска обмотка возбуждения ДПТ запитывается от бортовой сети транспортного средства или от вспомогательных устройств. После создания сети 6 кВт возбудитель может быть переведен на питание от отдельного выпрямителя. Для формирования сетевого напряжения возбудитель СГ также временно запитывается от энергосети ТС. После окончания формирования сети возбудитель переводится на питание от этой сети. Переход от одного источника на второй осуществляется релейно-контактной системы автоматики.
Основным недостатком такой системы согласования является наличие мотор-генераторной установки. Поэтому приведенная система согласования в условиях шахты возможна при использовании группы Г-Д подъёмных установок, которые, как известно, применяются ещё достаточно часто. С помощью выходного напряжения СГ формируется сеть 6 кВ для питания разнообразных потребителей, в том числе и электропривода вентилятора главного проветривания.
Данная схема согласования имеет следующую особенность. Электродвигатель вентилятора СД питается в нашем случае от сети 6 кВ при частоте 50 Гц. В виду того, что при аварийном питании производительность вентилятора должна быть ниже номинальной, то с целью снижения мощности на валу угол установки механизма аэродинамического регулирования должен быть больше нуля. Коэффициент полезного действия вентилятора при этом существенно снижается от 0,7...0,8 до 0,45...0,35. Неэкономичность регулирования оказывается той причиной, из-за которой рассматриваемый вариант согласования может применяться на практике только в отдельных случаях [95].
Другим вариантом системы согласования является питание сети 50 Гц от инвертора, соединенного входом с силовым выходом ТС, а выходом ? с шинами 50 Гц. Очевидно, что генератор постоянного тока ГПТ и синхронный дви
- Київ+380960830922