Самозапуск электродвигателей собственных нужд ТЭС Самозапуск – процесс разворота двигателей до номинальной частоты вращения после кратковременного нарушения электроснабжения в системе собственных нужд. Причинами нарушения кратковременного системе собственных нужд могут быть: электроснабжения в внешние короткие замыкания; отключение рабочего трансформатора собственных нужд или реактора собственных нужд по причине его неисправности, самопроизвольного отключения, ошибочного отключения его персоналом; отключение блока на КЭС без генераторного выключателя и как следствие, потеря питания рабочих секций собственных нужд; потеря питания секции ГРУ. Процессы, происходящие в системе собственных нужд при кратковременных нарушениях электроснабжения – электродвигатели ответственных механизмов собственных нужд не отключаются от шин 6 кВ (это электродвигатели конденсатных насосов, питательных насосов, циркуляционных насосов, дымососов, дутьевых вентиляторов и др.) и от шин 0,4 кВ (электродвигатели пожарных насосов, электродвигатели маслонасосов турбин, средне-ходовые мельницы). Т.е. к шинам подключены три группы электродвигателей: 1. Тягодутьевая группа 2. Насосная группа 3. Мельницы. В самозапуске механизмы с постоянным моментом сопротивления (МС=const) не участвуют, это относится, например, к мельницам. Процесс самозапуска идет в два этапа: процесс выбега электродвигателя (торможение двигателя, вызванное кратковременным исчезновением напряжения, т.е. вращение по инерции); процесс самозапуска электродвигателя после подачи напряжения на шины собственных нужд действием АВР, питание двигателей от резервного (пускорезервного) трансформатора собственных нужд. Процессы, происходящие при групповом выбеге: 1) затухание напряжения на шинах собственных нужд 2) торможение двигателей подключенных к этим собственных нужд. шинам Продолжительность торможения зависит от типа двигателей, от мощности двигателей, от механической постоянной времени агрегата Тj, от величины нагрузки механизмов. Если к шинам подключены только асинхронные двигатели, то время торможения составит tад=(1÷1,5)сек, если к ним еще добавляются синхронные двигатели то время торможения уже будет tад, сд=(2,8÷3)сек. Т.к. напряжение снижается постепенно, то имеет место задержка срабатывания автоматического включения резерва АВР. Если два асинхронных двигателя с постоянными времени агрегатов TjАД1¿ TjАД2 учавствуют в групповом выбеге, то асинхронный двигатель АД 1 переходит в генераторный режим, подпитывая АД 2 с меньшим Tj, т.е АД2 остается работать в двигательном режиме (рис.1) Рис. 1 Групповой выбег асинхронных двигателей При групповом выбеге двигатели, перешедшие в генераторный режим будут тормозиться быстрее, а двигатели, работающие в двигательном режиме будут тормозиться медленнее, чем при индивидуальном выбеге. Групповой выбег продолжается до тех пор, пока напряжение на шинах собственных нужд не снизится до 0,25 от номинального U ш ≥ ( 0,2 ÷ 0,25 ) U ном Д . Групповой самозапуск Разворот двигателей начинается после подачи напряжения на шины собственных нужд и происходит каскадно. Первыми разворачиваются двигатели с более легкими условиями пуска, т.е. двигатели, потребляющие меньший пусковой ток Іпуск, это двигатели насосной группы. Затем, после снижения их пускового тока І пуск ' до номинального ІномД, напряжение на шинах собственных нужд повышается, что облегчает самозапуск двигателей с большими пусковыми токами. У заторможенного двигателя: I ном < I пуск ' < I пуск =( 4,5÷ 7 ) I ном Важность процесса самозапуска: 1. Повышается надежность работы технологического оборудования системы собственных нужд за счет неотключения двигателей ответственных механизмов при кратковременных снижениях напряжения. 2. Исключается материальный ущерб от недоотпуска потребителям тепла и электроэнергии. Мероприятия, обеспечивающие надежную работу оборудования собственных нужд в процессе самозапуска электродвигателей: Главное – обеспечить минимальное время перерыва питания tпп tпп=(tр.з.+tо.в.)+(tавр+ tв.в.)= tбп+tпн, где tр.з. – время срабатывания релейной защиты, tо.в. – время отключения выключателя, tавр – время действия АВР, tв.в. – время включения выключателя, tбп – время бестоковой паузы, tпн – время подачи напряжения. Время перерыва питания tпп зависит от вида релейной защиты: tпп<0,7с при отключении трансформатора собственных нужд его быстродействующей защитой, tпп <1,5с при действии максимальной токовой защиты трансформатора собственных нужд (МТЗ ТСН), tпп<2с при отключении ТСН МТЗ, установленной на стороне высокого напряжения ТСН, tпп <3с при отключении ТСН действием защиты минимального напряжения (характерно для ТЭЦ с поперечными связями по пару). Мероприятия, облегчающие самозапуск: повышение напряжения в начальный момент на шинах собственных нужд (до 10%), уменьшение сопротивления цепи питания от шин системы бесконечной мощности до шин самозапускающегося двигателя, отключение (одновременно с ряда электродвигателей отключением выключателя собственных ТСН нужд отключаются электродвигатели шаровых барабанных мельниц ШБМ, т.к. синхронные двигатели не принимают участия в самозапуске), при снижении напряжения на шинах собственных нужд до 0,7Uномд первой ступенью защиты с выдержкой времени t=0.5c отключаются электродвигатели неответственных механизмов (конденсатные насосы сетевых подогревателей, электродвигатели кислотной промывки котла, электродвигатели шламовых насосов, дробилки), при дальнейшем снижении напряжения до 0,5Uномд второй ступенью защиты минимального напряжения с выдержкой времени t=3c отключается часть электродвигателей ответственных механизмов собственных нужд (конденсатный насос КН, питательный электронасос ПЭН, дутьевой вентилятор ДВ, мазутонасосы 2го подьема). Остаются включенными только электродвигатели циркуляционных насосов ЦН, дымососов Д, пожарных насосов, электродвигатели маслонасосов турбины. Причины, ограничивающие продолжительность самозапуска: 1. Нагрев обмоток электродвигателя поперечными связями) (для электростанций с 2. Необходимость сохранения технологического режима работы котла или блока в целом (для электростанций блочного типа с агрегатами 150 МВт и больше). Контролируемые параметры: расход воды в корпусе котла, уровень воды в котле, давление ПЭН, расход циркуляционной воды, разрежение в топке котла. Критерии успешности самозапуска: по начальному напряжению на шинах собственных нужд в момент подачи напряжения действием АВР Uнач=Uсам по времени разворота двигателей до номинальной частоты вращения tсам Для электростанций среднего давления (КЭС с блоками 200 МВт) самозапуск можно считать успешным при tпп ≤2÷ 3 с и кзагр д=0,6÷ 0,7: Uсам≥0,55 Uномд, а время самозапуска tсам<35c (по условиям нагрева), Для электростанций высокого давления самозапуск можно считать успешным при tпп ¿(2÷ 3 ¿с и кзагр д=0,8÷ 0,9: Uсам≥0,6 Uномд, а время самозапуска tсам<25c (по условиям сохранения технологического электростанций режима высокого работы котлоагрегата), давления по условию tсам<20c (для сохранения технологического процесса в целом). Расчетные условия самозапуска: 1) tпп ≤3 с 2) электродвигатели, участвующие в самозапуске нагружены до номинальной мощности и нагреты до установившейся температуры. В зависимости от назначения и требуемой точности расчет самозапуска может быть произведен по упрощенной методике (метод эквивалентного двигателя) или точной методике (графоаналитический метод). Расчет самозапуска - расчет группового самозапуска электродвигателей собственных нужд эл.Дс.н. 6 кВ проектируемой или действующей электростанции с целью определения ряда параметров и сравнения их с допустимыми значениями (например, расчет самозапуска выполняется с целью опеределить возможен ли самозапуск двигателей агрегата от резервного ТСН, подключенного к третичной обмотке АТ) К таким параметрам относятся: возможность разворота эл.Дс.н. при кратковременных нарушениях электроснабжения в системе с.н. 6 кВ (определяется по начальному напряжению на шинах с.н. 6 кВ) время разворота (время самозапуска tсам) наиболее ответственных эл.Дс.н. Пример расчета группового самозапуска по упрощенной методике Самозапуск выполняется от ненагруженного резервного источника питания. Цель расчета: определить начальное напряжение при самозапуске эл.Дс.н 6 кВ блочного агрегата 200 МВт после перерыва питания 2 секунды При расчетах за базисную ступень трансформации целесообразно принять напряжение обмотки низшего напряжения трансформатора с.н. Напряжение источника питания в режиме х.х с учетом положения переключателя РПН следует принять на 5÷10 % выше исходного.
