CC BY
18
УДК 621.313.333
С.Н. Кузнецов, S.N. Kuznetsov, e-mail: kuz1405@gmail.com Е.С. Дроздов, E.S. Drozdov, e-mail: J.O.H.N.2010@yandex.ru Омский государственный технический университет, г. Омск, Россия Omsk State Technical University, Omsk, Russia
ПРИМЕНЕНИЕ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ПРИВОДА В СИСТЕМАХ ОХЛАЖДЕНИЯ
APPLICATION OF VARIABLE-FREQUENCY DRIVE IN COOLING SYSTEMS
В данной статье рассмотрен один из наиболее эффективных способов энергосбережения в системах охлаждения - использование частотно-регулируемого электропривода. Обозначены эффективность данного метода, его преимущества и срок окупаемости.
This article discusses one of the most effective ways of saving in cooling systems - the use of variable frequency drive. Marked efficacy of this method, its advantages and payback.
Ключевые слова: частотно-регулируемый электропривод, энергосбережение, эффективность, экономия, асинхронный электродвигатель, регулирование
Keywords: VFD, energy, efficiency, economy, induction motor, control
В настоящее время в нефтеперерабатывающей промышленности практически на всех градирнях оборотного водоснабжения, предназначенных для охлаждения воды, применяются асинхронные электродвигатели. Они имеют значительное преимущество за счет простоты конструкции и удобства обслуживания.
Однако использование нерегулируемых асинхронных электродвигателей приводит к энергетически неэффективной системе охлаждения воды и связанному с этим высокому потреблению электроэнергии для поддержания требуемой температуры воды.
На сегодняшний день существует очевидное и самое эффективное решение - оснащение нерегулируемых электродвигателей преобразователями частоты. В последние годы они активно внедряются в различные системы для регулировки частоты вращения асинхронных электродвигателей.
При этом не требуется замена стандартного электродвигателя, что значительно упрощает мероприятия по решению проблем энергосбережения, так как преобразователь частоты может быть подключен к любому асинхронному электродвигателю.
Регулируемый асинхронный электропривод или, по-другому, частотно-регулируемый привод состоит из асинхронного электродвигателя и частотного преобразователя, который играет роль регулятора скорости вращения асинхронного электродвигателя. [1]
Применение частотно-регулируемого электропривода на градирне блока оборотного водоснабжения обеспечивает:
• уменьшение электрической мощности, потребляемой из сети;
• большую точность регулирования скорости вращения;
• автоматическое регулирование частоты вращения в зависимости от температуры
воды;
• работу двигателя без перегрузки, когда нет необходимости максимальной скорости охлаждения;
• более совершенную защиту электродвигателя, обеспечиваемую частотным преобразователем;
• плавный пуск электродвигателя.
Благодаря встроенному в частотно-регулируемый привод ПИД-регулятору, скорость вращения вентилятора может регулироваться автоматически, в зависимости от температуры воды, что значительно упростит работу технологического персонала, а также повысит эффективность энергосбережения, поскольку двигатель будет работать только на необходимой для поддержания технологического процесса частоте.
Проблемы прямого пуска электромеханических приводов заключаются в том, что он осуществляется прямым включением двигателей на номинальное напряжение. Процесс пуска определяется механическими характеристиками двигателя и нагрузки. При прямом пуске электродвигателя переменного тока по обмоткам двигателя протекают большие токи, которые при частых пусках могут привести к выходу из строя двигателя вследствие разрушения изоляции обмоток. При использовании частотного преобразователя пуск двигателя осуществляется путем плавного увеличения частоты и напряжения. В течение всего времени пуска ток двигателя поддерживается в среднем на уровне номинального; в зависимости от конкретных условий ток меняется в пределах (0,5 - 1,5 1н). При этом указанные выше отрицательные явления прямого пуска отсутствуют. [2]
В зависимости от фирмы-производителя и типа частотного преобразователя, в нем могут быть реализованы различные защиты двигателя, такие как:
• защита от перенапряжения;
• защита от пониженного напряжения;
• защита от замыкания на землю;
• защита устройства от перегрева;
• защита от перегрузки двигателя;
• защита двигателя от заклинивания;
• защита от недогрузки двигателя;
• защита от коротких замыканий в цепях управления;
• защита от сверхтока. [3]
Установка частотных преобразователей может экономить от 40 до 70 процентов электроэнергии. Период окупаемости зависит от мощности двигателя и режима нагрузки. При использовании такого способа регулирования на двигателях градирни блока оборотного водоснабжения с мощностью установленных двигателей 75 кВт, окупаемость проекта составит приблизительно 0,5 - 1,5 года, а в последующие 15 - 20 лет предприятие будет получать чистую прибыль. Также значительно продлится срок службы двигателей, появится возможность комплексной автоматизации технологического процесса.
Библиографический список
1. Журнал Энергосовет [электронный ресурс] / Электронный журнал - URL: http://www.energosovet.ru/ (дата обращения: 02.09.2009). - C. 12-13.
2. Практическое применение частотно-регулируемых приводов: Технические науки и информатика /У. М. Мваку [ и др.]; 2011. - С. 20-25.
3. Руководство по монтажу и вводу в эксплуатацию частотного преобразователя ACS850-04. URL: http://www05.abb.com/.
