平台电力系统的各种启动.ppt

1 第三章电力系统各种启动 一 黑启动 就是指整个电力系统因故障停运后 通过启动系统内具有自我启动能力的机组 或通过外部电网的电力 给失去自我启动能力的机组提供自用电 部分系统恢复后 最终整个供电系统恢复正常运行 黑启动成功的关键是电源点的启动 黑启动时的主机起动步骤 黑启动前的检查项目 1 检查以下控制开关是否在正确状态 母排开关A5 A6 雾化鼓风机 冷却水泵 预润滑油泵 滑油预加热器 缸套水预加热循环泵 缸套水预加热器 抽风机 送风机的控制开关 均应处在断开的状态2 检查蓄电池是否已充电 充电电压是否为24V 3 检查蓄电池充电器屏上的开关MCB1是否处在接通状态 观察CHSOURCE和交流电源指示灯是否亮 4 备车准备 在起动主机前 检查机组的滑油温度和缸套水温度是否已达到理想起机状态值300C以上 如果温度低需要加热升温时 应将400V低压马达控制单元上的预润滑油泵 滑油预加热器 缸套水预热循环器打至手动位置 按 启动 按钮 则电源接通 启动 指示灯亮 系统开始工作 2 第三章电力系统各种启动 在GCP显示屏或现场控制盘上观察滑油温度和缸套水温度是否已达到300C以上 如果满足要求 将上述设备的控制开关打至自动位置 5 在备车时 需要进行机械方面的必要检查 检查滑油油压是否在0 1 0 3MPa之间 黑启动时的QK18 1主机起动步骤 1 首先启动应急发电机组 观察应急发电机组控制盘上的电压表 频率表是否已达到正常值 400V 50Hz 2 待应急发电机组的电压 频率达到要求的数值时 闭合应急低压400V配电盘上的A8开关 这时LE母排段带电 闭合应急变压器馈电开关 应急负载全部接通 处于工作状态 3 合上LE母排段的空压机供电开关 然后去空压机的现场控制盘按 启动 按钮 启动 指示灯亮 则空压机启动 4 闭合LE LC母排段之间的联络开关A7 则A7开关屏上的 闭合 指示灯亮 此时LC母排段带电 此时燃油输送泵 海水提升泵 淡水泵 淡水加热器 主发电机冷却水泵 主发电机预热水泵 进风机 排风机 空压机 原来开关处于接通状态 启动 3 第三章电力系统各种启动 5 启动LE或LC母排段上的海水提升泵中的一台 6 检查LB LC母联开关A5是否为断开状态 旁边有一个 通 断 指示 如果是 应保持此状态 7 为主机的所有辅机送电 它们包括 雾化鼓风机 冷却水泵 预润滑油泵 滑油预加热器 缸套水预加热循环泵 缸套水预加热器 另外 给主机的抽风机 送风机送电 8 检查机组的滑油温度和缸套水温度是否正常为300C以上 9 将选择开关打至遥控位置 选择遥控起动方式 10 观察GCP发电机控制屏上的主机控制器上的显示 如电源灯 启动联锁中的手柄在运行位置 冷却水压力 滑油压力正常0 1 0 2MPa 报警消除灯亮 则说明机组已经具备了起动条件 11 按下同步盘中的模拟盘起动按钮 在同步盘下半部分的单线图中 此时 低压盘中的主机 辅机雾化鼓风机 预润滑油泵 冷却水泵自动起动 发电机控制盘中的辅机联锁灯亮 准备起车灯亮 模拟盘上的准备车灯亮 12 大约1 2分钟后 系统自动启动 观察GCP盘上的电压和频率表 正常电压和频率分别为3300V和50Hz 如果电压和频率高于或低于额定值 可通过电压调节装置和调速开关升 降速调整电压和频率值 4 第三章电力系统各种启动 13 按下GCP同步盘中模拟盘的VCBCLOSE按钮 高压盘中VCB开关闭合 接着按下母联VCBCLOSE按钮 高压盘中母联开关VCB闭合 14 闭合3台变压器中任何1台的原边开关 15 闭合与原边对应的那台变压器的副边开关 16 检查低压盘LA和LB开关屏内的旁路开关是否打至接通位置 然后闭合低压盘侧的开关A4 17 在LA LC开关屏上做主机和应急机之间的切换 即并车操作 并车过程可以自动完成 并车成功以后 开关A5闭合 开关A8自动断开 A5闭合指示灯亮 A8断开指示灯亮 则由应急机供电的辅机负载转移到主发电机上 18 停应急发电机 此时黑启动的整个过程完成 QK17 3主发电机黑启动过程 1 首先启动应急发电机组 观察应急发电机组控制盘上的电压表 频率表是否已达到正常值 2 待应急发电机组的电压 频率已正常后 闭合应急低压400V配电盘的A8开关 这时LE母排段带电 3 合上LE母排段的空压机供电开关 合上必要的负载开关 给负载供电 视现场需要而定 5 第三章电力系统各种启动 4 闭合LE LC母排段之间的联络开关 A5 A6开关 此时LC母排段带电 5 将400V正常低压盘LB LC屏上的应急置换 正常供电开关打至应急置换位置 然后闭合A4开关 这时由应急发电机供电电源送至LB母排段 6 启动海水提升泵B 7 检查低压盘A3开关是否在断开位置 8 为主机的所有辅机送电 辅机包括 雾化鼓风机 冷却水泵 预润滑油泵 滑油预加热器 缸套水预热循环泵 缸套水预加热器 另外 如果在燃气状态下 还应期待主机房的抽风 送风机 9 检查机组的滑油温度和水温度是否正常 10 选择遥控 现场起动方式 如果选择在GCP上起动主机 则将控制选择开关打至遥控位置 11 按下同步盘中的模拟盘起动按钮 此时 低压盘中的主机 辅机雾化鼓风机 预润滑油泵 冷却水泵自动起动 发电机控制盘中的辅机联锁灯亮 准备起车灯亮 模拟盘上的准备车灯亮 12 大约1 2分钟后 观察GCP盘上的电压和频率表 主机起动后 正常电压和频率分别为3300V和50HZ 如果电压 和频率高于或低于额定值 可通过电压调节装置和调速开关升 降速调整电压和频率值 6 第三章电力系统各种启动 13 如果启动的主机为A机 在GCP同步盘的模拟盘上按VCBCLOSE按钮 高压盘上的VCB闭合 如果起点的主机是B机 在GCP同步盘的模拟盘上按下B机VCBCLOSE按钮后 在模拟盘上按下母联VCBCLOSE按钮 高压盘上的母联开关VCB闭合 14 闭合W2 TR 301A的原边开关 在高压盘上 15 闭合W2 TR 301A的副边开关A1 在低压盘上 16 启动海水提升泵A泵 17 停掉海水提升泵B泵 18 断开400V低压盘上A4开关 把应急置换 正常工作开关打至应急置换位置 19 检查低压盘LA LB开关屏内的旁路开关是否打至接通位置 如果高压盘的母联开关没有合上 则闭合高压盘上的母联开关 然后闭合低压盘侧的A3开关 20 在LB LC开关屏上做主机和应急机之间的负荷转移 即并车操作 此并车可自动 也可手动 操作步骤见低压盘部分 并车成功后 A4开关闭合 A7断开 21 停应急发电机 此时黑启动的整个过程完成 7 第三章电力系统各种启动 二 三相异步电动机的启动对异步电动机启动的主要要求是启动电流不能过大 但启动力矩却要尽量大一些 这是因为过大的启动电流的冲击对电网和电动机本身都是不利的 对电网而言 它会引起电压大幅度下降 影响同一电网下其他负载的正常运行 对电动机本身而言 当工作在频繁启动的情况下 过大的启动电流将会造成电动机严重发热 加速绝缘老化 缩短使用寿命 而启动力矩大则可缩短启动时间 提高生产效率 1 小容量电动机的轻载启动 直接启动不采取其他措施 定子绕组直接接在额定电压的电网上启动称为直接启动 全压启动 只适用于小容量电动机拖动较轻负载启动 一般电网容量下 7 5kW以下的三相异步电动机允许直接启动 电网容量越大 允许直接启动的电动机容量也越大 一般可用经验公式来确定能否直接启动 需满足的条件为 8 第三章电力系统各种启动 2 中 大容量电动机轻载启动 降压启动中大容量的笼型异步电动机 在电源容量不足的情况下 就不能采用直接启动的方法 如果是轻载启动 那么启动时的主要矛盾就是启动电流大与电网允许的冲击电流有限的矛盾 采用降压启动是为了限制启动电流 但由于T正比于U12 故降压启动将引起Tst人下降 1 定子电路串电阻器或电抗器启动接线图如图 1所示 启动时先使接触器KMl的主触点接通 串电抗启动 待转速接近稳定值时 将接触器KM2的主触点接通 而将KMl断开 串电阻启动能耗大 常用于容量较小的电动机启动 容量较大的异步机多采用定子串电抗器启动 如要计算所串电抗的大小 可利用图2 若为串电阻 将图2 b 中的jxst改为只Rst即可 图2 a 为直接启动的电路 图2 b 为串电抗启动的电路 若已知U1 Rk xk 根据对启动电流的限制要求即a Ist Ist 令 不难求出xst 9 第三章电力系统各种启动 图2中的RK xk可由短路试验求得 也可根据铭牌数据计算求得 设定子绕组为 Y 形接法 铭牌上给出的UN IN指线电压 线电流 而等值电路中的是相电压 相电流 Y 接法时UN UN 31 2 IN IN 所以 式 1 10 第三章电力系统各种启动 一般直接启动时 式 2 如果电机定子绕组是 接法 则 11 第三章电力系统各种启动 式1 式2 为了强调相值与线值的差别 用下标 代表相值 所有等值电路中的量均指相值 为简单起见 等值电路中各量均未用下标 但它们都是相值 用式2算出的Zk是用式1算出的3倍 但若定子是 连接 采用图5 16的接线时 需先将定子三相阻抗进行 Y A 变换 变换后的结果仍与式1一致 所以 不管定子是 Y 接还是 接 均可按式 5 11 求Zk 按图5 17的电路列方程求xst 求出的xst即为图5 16中的xst 采用定子串电抗 电阻 启动时 若Ist Ist a 则U1 U1 a 这时Tst 将降为全压启动时的1 a2 故采用此法时还需校验启动转矩是否满足要求 12 第三章电力系统各种启动 2 Y 启动用这种方法时 电动机正常运行时必须是三角形接法的 且定子三相绕组首尾六个出线端都引出 启动线路如图3所示 启动时 使开关S2投向 启动 侧 然后合开关S1进行启动 此时定子绕组为Y接法 转速上升至稳定时 将开关S2投向 运行 侧 电动机作 接稳定运行 由于启动时接成星形 每相电压降为额定电压的1 31 2 启动转矩将降为直接启动 接法 时的1 3 设直接启动时的启动电流为Ist 线电流 直接启动时的相电流为Ist 则由于直接启动时是 形接法 所以有Ist Ist 31 2 设改为星形接法时启动电流为Ist 线电流等于相电流 则由于相电压降为直接启动时的1 31 2 所以Ist Ist 31 2 Ist Ist 31 2 Ist 3即电源提供的电流也降为直接启动时的1 3 13 第三章电力系统各种启动 3 自耦变压器降压启动图5是异步电动机用自耦变压器降压启动的线路图 启动时 先使接触器KM2和KM3的主触点闭合 将自耦变压器原边接电源 副边抽头接电动机使电动机降压启动 当转速升到一定值时 将KM2和KM3断开 KMl闭合 使电动机全压运行 同时自耦变压器也脱离电源 设自耦变压器的变比为a a 1 则启动时加在电机端的电压将降为额定电压的1 a 启动转矩将降为直接启动时的1 a2 流入电机的电流I2降为直接启动电流的1 a 即I2 Ist a 但I2是自耦变压器低压方电流 电源提供的电流Ist 为高压方电流 所以Ist I2 a 所以Ist I2 a Ist a2自耦变压器常做成有多个抽头 一般产品有变比a 2 5 a 1 67 a 1 25三个抽头 以适应不同的启动转矩的要求 上面简单介绍了几种降压启动方法 在选择具体方法时 要兼顾降压的启动电流Ist 要小于电网允许的启动电流 而启动转矩Tst 要大于负载转矩T2这两方面的要求 14 第三章电力系统各种启动 4 软启动简介随着功率半导体器件在我国的应用越来越普遍 交流电机启动器中采用了大功率晶闸管 实现了恒流软启动 电机的启动电流可根据工况的需要预先设定 启动过程中电流始终维持在设定值 避免了冲击电流 由于这种装置中采用了电流反馈 使启动电流恒定 启动性能平滑且灵活 无触点运行 对于启动转矩要求不大的通风机类负载非常合适 软启动装置在实现恒流软启动的同时 还可实现软停车 在电动机停机时使电动机转速以预先设定的速率逐渐减速 节能运行和多种保护功能 图6为软启动装置原理图 6只晶闸管组成三相交流调压装置 供电给三相异步电动机定子绕组 控制器用于调节晶闸管的导通角 将固定的电源电压降低为所需的电压 图中未画检测和反馈元件 15 第三章电力系统各种启动 三 高启动转矩的三相笼型异步电动机1 深槽式异步电动机这种笼型异步机转子槽深而窄 槽深与槽宽之比为10 12 槽漏磁通分布如图7 a 所示 把槽导条看成由许多单元导体并联 与槽底部分交链的漏磁通比槽口部分交链的多 导致底部漏抗大 启动时 使槽内电流挤向槽口 如图7 b 所示 称为挤流效应 这相当于减少了导体的有效高度和截面积 如图7 c 所示 因此启动时转子电阻增大了 既增大了启动转矩 又减少了启动电流 而正常运行时 f2 sf1很小 漏抗很小 导条电流分布均匀 电阻恢复正常 不影响运行性能 16 第三章电力系统各种启动 2 双笼型异步电动机双笼型异步电动机转子上有两个笼型绕组 称为内笼和外笼 外笼导条截面小 电阻系数大 内笼导条截面大 电阻系数小 启动时因挤流效应电流主要从外笼流过 故转子电阻大 启动性能好 正常运行内电流主要从内笼流过 转子电阻并不大 所以也称外笼为启动笼 内笼为运行笼 四 绕线式三相异步电动机的启动1 转子串频敏变阻器启动频敏变阻器结构上好像一个没有二次绕组的三相心式变压器 只是它的铁心是用30 50mm厚的钢板叠成的 三个绕组分别绕在三个铁心柱上 接成星形 然后通过电刷 滑环与转子绕组相连 启动时 f2高 变阻器铁心损耗大 体现为较大的电阻串人转子回路 使启动转矩增大 启动电流减小 启动结束后 应将其切除