КОМПЛЕКТНОЕ УСТРОЙСТВО ШКАФНОГО ТИПА ДЛЯ ЗАЩИТЫ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ СВЫШЕ 1000 В

Полезная модель относится ккомплектным устройствам
промышленной автоматики и предназначена для управления асинхронным приводом центробежных погружных нефтедобывающих насосов.
Известна структурная схема комплектного устройства, включающая входные и выходные клеммы, автоматический выключатель, контактор, модуль управления в виде платы питания с датчиками входного и выходного силового напряжения, переднюю панель с контроллером с дисплеем и светодиодами, автоматом выключения питания собственных нужд, кнопкой ПУСК, трансформаторы тока, блок канала измерения сопротивления изоляции, блокировку двери. (См. свидетельство на полезную модель JVb 16228 от 10.12.02 г.)
Известная схема комплектного устройства имеет ряд существенных недостатков:
-высокие механические перегрузки насоса и двигателя во время пусков;
-достаточно высокая амплитуда пускового тока двигателя; -существенное тепловьщеление в проводах, переходных разъемах и обмотке двигателя во время пусков.
Технической задачей полезной модели является увеличение срока службы системы установка - привод - насос за счет уменьшения перегрузок насоса и двигателя во время пусков, уменьшение пусковых токов двигателя и уменьшение теплового выделения в проводах, переходных разъемах и обмотке двигателя во время пусков.
Технический результат достигается тем, что в структурную схему комплектного устройства, включающую входные и выходные клеммы, автоматический выключатель, контактор, модуль управления в виде платы питания датчиками входного и выходного силового напряжения, переднюю панель с контроллером с дисплеем и светодиодами, автоматом выключения питания собственных нужд с кнопкой ПУСК, трансформаторы тока, блок сопротивлений канала измерения сопротивления изоляции, блокировку двери, введены тиристорный модуль в виде установленных в каждой фазе двух включенных встречно-параллельно тиристоров и расположенных в нем датчиков короткого замыкания, датчиков температуры тиристорного модуля, модуль управления снабжен платой поджигатиристорныхмодулей,контроллервыполнен
силовым контактам контактора и последовательно с выходными клеммами, управляющие входы тиристорного модуля подключены к выходу платы поджига, вход которой соединен с выходом платы сопряжений, а датчик температуры тиристорного модуля соединен с контроллером через плату сопряжения.
Общий вид структурной схемы представлен на фиг. 1.
Схема комплектного устройства включает входные клеммы 1, автоматический выключатель2, , контактор 3, тиристорный модуль 4, выполненный в виде установленных в каждой фазе включенных встречнопараллельно тиристоров и расположенных в нем датчиков короткого замыкания, модуль управления 5 в виде платы сопряжения 6, контроллера 7, платы поджига 8 и автомата включения питания собственных нужд 9 ,датчики линейного тока 10 и температуры тиристорных модулей 11. Плата сопряжения 6 содержит источник питания собственных нужд контроллера 7 и платы поджига тиристорных модулей 8, делители входных и выходных напряжений станции для их сопряжения с контроллером 7, делители сигнала о включенном состоянии автоматического выключателя 2 для его сопряжения с контроллером 7, гальванические развязки входных и выходных сигналов установки, оптические развязки импульсов поджига тиристорных модулей. Плата поджига 8 содержит усилитель импульсов поджига тиристоров и их гальванические развязки. Контроллер 7 управляет отключением автоматического выключателя 2, включением-отключением
контактора 3 и включением тиристорного модуля 4. На модуль управления 5 поступают сигналы с датчиков линейного тока 10, температуры тиристорных модулей И, блока сопротивлений канала измерения сопротивления изоляции 12, Управление установкой осуществляют при помопщ переключателя Откл.-ручн.-авт - 13, кнопки ПУСК - 14, датчика блокировки двери 15, а также при помощи кнопок на лицевой панели контроллера 7 и внешних сигналов, поступающих на плату сопряжения 6 . Индикацию режимов работы установки осуществляют при помощи светодиодов 16 , 17 , 18(стоп,ожидание, работа), а также
с помощью дисплея, расположенного на лицевой панели контроллера 7. Работа установки по схеме осуществляется следующим образом: Установка по цепи входные клеммы 1 - замкнутые силовые контакты автоматического выключателя 2 - силовые контакты контактора 3 выходные клеммы 19 обеспечивает подачу-снятие силового питания через через повышающий трансформатор Тр на привод насоса DB.
Замыканием-размыканием силовых контактов контактора 3 установка обеспечивает заданные режимы работы насосной установки, а также защиту насосной установки и ее привода при различных аварийных ситуациях:
-перегрузках привода по току;
-режимах холостого хода;
-неправильном чередовании фаз на входе станции, а также их обрыве;
-аварийном уменьшении сопротивления изоляции;
-перегреве обмотки двигателя;
-превышении допустимого уровня вибрации насосной установки;
-понижении давления на входе насосной установки ниже заданного уровня;
-перегреве тиристорного модуля;
-коротком замыкании нагрузки;
-турбовращении привода насосной установки.
При включении привода тиристорный модуль 4, управляемый контроллером 7, через плату сопряжения 6 и плату поджига 8 фазоимпульсным способом плавно повышает напряжение, подаваемое с выхода 19 станции на привод насоса DB.
В момент, когда двигатель раскрз гится до оборотов близких к номинальным ,ток, измеряемый датчиком 10, начнет з леньшаться .Контроллер 7 быстро увеличивает углы отпирания тиристорного модуля 4 до полных. При этом на двигатель подается полная мощность и он устойчиво работает на номинальную нагрузку. Через время задержки измерения по заклиниванию, после того, как тиристорный модуль 4 полностью открылся, в случае если двигатель не заклинен, контроллер 7 подает команду на включение контактора 3.
После замыкания силовых контактов контактора 3 импульсы поджига тиристорного модуля 4 снимаются.
В случае , если двигатель DB заклинивает, и при увеличении углов отпирания тиристоров модуля 4, ток двигателя достигает максимально допустимой амплитуды, выше которой пусковой момент двигателя приводит к скручиванию вала насоса или двигателя, контроллер 7 прекращает увеличение углов отпирания тиристорного модуля 4 и начиная с этого момента ведет отсчет времени задержки измерения по заклиниванию. Если по истечении времени задержки измерения по заклиниванию ток двигателя не уменьшился ниже заданного уровня, контроллер 7 снимает импульсы поджига тиристорного модуля 4 с сообщением на дисплее о заклинивании.
Церед отключением контактора 3 контроллер 7 через плату сопряжения 6 и плату поджига 8 обеспечивает полное отпирание тиристорного модуля 4 разрыв силовых контакторов контактора 3 происходит без тока, так как весь ток коммутируется тиристорным модулем 4. Таким образом во время разрыва силовых контактов контактора 3 на них не возникает электрическая дуга, что приводит к увеличению срока службы контактора 3. После того как контактор 3 отключился контроллер 7 снимает импульсы запуска тиристорго модуля 4, силовая цепь размыкается и двигатель отключается.
В случае перегрева тиристорного модуля 4 по сигналу с датчика температуры 11 контроллер 7 запрещает пуски насосной установки до тех
пор, пока тиристорный модуль 4 не остынет до допустимой температуры, что обеспечивает тепловую защиту тиристоров.
В случае, если на контроллер 7 с тиристорного модуля 4 через гальванические развязки платы сопряжения 6 поступает сигнал о коротком замыкании любого из силовых тиристоров тиристорного модуля 4 , контроллер 7 подает на автоматический выключатель 2 через оптические развязки платы сопряжения 6 команду отключить автомат и силовая схема обесточивается. Тем самым обеспечивается дополнительная запщта привода насоса от аварийных включений.
Дополнительная защита станции уменьшает потери от аварийной ситуации.