Жиілікті электр жетекті сорғы станциялары

Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 61 бет
Таңдаулыға:

7

8

9

10

Аннотация

В представленном проекте был проведен серьезный анализ методов

управления и способов регулирования электроприводом насосных установок

систем горячего водоснабжения и осуществлен выбор оптимального варианта

по схеме ПЧ-АД с точки зрения экономичности, простоты и надежности.

Произведён расчёт мощности приводного электродвигателя насоса в

соответствии с реальной нагрузкой системы горячего водоснабжения. При

этом выбран асинхронный двигатель типа 4А112М2У3 и соответствующий

ему преобразователь частоты РЭН-2-02-УХЛ4 мощностью до 30 кВт,

управляемый программным контроллером ГСП МИКРОДАТ. Разработана

математическая модель и соответствующая ей виртуальная модель

предлагаемого электропривода по схеме ПЧ-АД, исследование которой

проводилось

в среде

визуального программирования Simulink

математического пакета Matlab 7. 0.

11

Аңдатпа

Ұсынылып отырған жобада ыстық сумен жабдықтау жүйесінің сорғыш

құрылғысын электр жетекпен реттеу әдістері және басқару жүйесін әдістерін

талдау келтірілген, ЖТ-АҚ сұлбасы бойынша экономикалық жағынан және де

қарапайымдылығы мен сенімділігі жағынан қолайлы түрі таңдап алынды.

Ыстық сумен жабдықтау жүйесінің нақты жүктемесіне сәйкес сорғыштың

жетектік электр қозғалтқышының қуатының есебі шығарылған. Сонымен

бірге, 4А112М2У3 типтегі асинхронды қозғалтқыш таңдап алынды. Оған

сәйкес келетін ГСП МИКРОДАТ бағдарламалық контроллер басқарылатын

қуаты 30кВт - ға дейінгі РЭН-2-02-УХЛ4 жиілікті түрлендіргіш, таңдап

алынды.

Matlab 7. 0 математикалық пакетінің Simulink

визуального

программалауы арқылы ЖТ-АҚ сұлбасы бойынша ұсынылған электр жетекке

сәйкес келетін виртуальды модель және математикалық модель жетілдірілді.

12

Annotation

This project was carried out a serious analysis of the management and control

methods of the electric pumping system and hot water systems and was used to

select the optimal scheme of BP in terms of economy, simplicity and reliability.

Also was calculated the power of the driving motor of the pump according to the

actual load of the hot water system. In that occasion was chosen an induction motor

4A112M2U3 and the corresponding frequency converter Ren-2-02- NF4 up to 30

kW, with GSP MIKRODAT program controller. Also was developed a

mathematical model and its corresponding virtual model of the proposed scheme of

the electric drive-AD, which was researched in a visual program called Simulink of

the mathematical package Matlab 7. 0.

13

Мазмұны

Кіріспе

1 Сорғы станцияларындағы электр жетегін басқаруды талдау және зерттеу

тапсырмаларын дұрыс қою

1. 1 Оператордың технологиялық қағидатының және жұмыс істеу

қағидатын сипаттау

1. 2 Сорғы қондырғылары туралы патентті - ақпаратқа шолу және жалпы

мәліметтер

1. 3 Сорғы қондырғысының жұмыс істеу режимдері

1. 4 Сорғы қондырғысын реттеу тәсілдері

1. 5 Жиілікті-реттелмелі электр жетегі жайлы жалпы мәліметтер.

Скалярлы және векторлық асинхронды қозғалтқышты басқару.

7

9

9

1. 6

Вентильді электрқозғалтқыш базасындағы жетектелген сорғы

станциясы. Технологиялық процестерде реттелмелі электр жетегін

қолданудың ерекшеліктері.

1. 7 Автоматтандырылған электр жетегіне, сорғы қондырғысының басқару

жүйесіне қойылатын талаптар және электр жетегінің жүйесін таңдауын

негіздеу.

1. 8 Зерттеудің мақсаты мен мәні

2 Сорғы қондырғылардың электр жетектерінің жүйесін таңдау және оның

параметрлерін есептеу

2. 1 Жиілік түрлендіргішінің құрылымы

2. 2 Жиілік реттегішінің жұмыс істеу принципі

2. 3 Қоректенетін желіге жиілік түрлендіргішінің әсері. Электр

энергиясының сапасы

2. 4 Электр жетегінің механикалық бөлімінің есептеу сұлбасы

2. 5 Қондырғы механизмдерінің жүктемелерін есептеу

2. 6 Электр қозғалтқышты таңдау және оның қуатын есептеу

2. 7 Түрлендіргішті және автоматизация құрылғыларын таңдау

3

Сорғы қондырғыларындағы жиілікті-реттелмелі электр жетегін

MATLAB ортасында зерттеу

3. 1 Асинхронды қозғалтқыш үлгісін зерттеу және оның математикалық

арақатынасы

3. 2 MATLAB ортасында асинхронды қозғалтқыштың мүмкіндікті моделі

3. 3 Орталық сорғы - жиілігі реттелмелі асинхронды қозғалтқыш

жүйесінің математикалық сипаттау.

3. 4 Орталық жүрісті сорғының матемтикалық моделі

3. 5

ЖТ-АҚ

орталық жүрісті сорғының жүйесін

MATLAB

программасында модельдеу

4 Өмір тіршілігі қауіпсіздігі

4. 1 Сорғы станциясындағы еңбек жағдайларын талдау

4. 2 Жасанды жарық бойынша есептеулер

4. 3 Нөлдеуді есептеу

14

5 Экономикалық бөлім

5. 1 Сорғы агрегаттарындағы жиілігі реттелмелі электр жетектерін

қолданудың технико - экономикалық негіздемесі

5. 2 Технико - экономикалық көрсеткіштерін есептеу

5. 3 ЖТ-АҚ жүйесін енгізу арқылы экономикалық пайдасын анықтау

5. 4 Өтелу мерзімін есептеу

Қорытынды

Қолданылған әдебиеттер тізімі

15

КІРІСПЕ

Су және жанармайлы - энергетикалық ресурстарды рационалды

қолдану, сол сияқты қоршаған ортаны қорғау су - және жылумен қамтамасыз

ету бағыттарын анықтады. Су құбырлы жүйелерін жаңадан жобалау немесе

іске қосылған жүйелерді қайта құру тұйық цикл бнегізіндегі ағынсыз су

қолдану жүйелерін жиі қарастыратын болды. Сумен қамтамасыз ету

жүйелерінің негізгі энергетикалық түйіні болып су құбыры арқылы түрлі

сұйықтықтарды тасымалдайтын сорғы станциялары қарастырылады.

Осы дипломдық жүйенің негізгі мақсаты болып ыстық сумен

қамтамасыз ететін сорғы қондырғыларының автоматтандырылған электр

жетегін жобалау болып табылады.

Жанармайлы - энергетикалық ресурстарды үнемдеуін қаладағы және

басқа пунктарда тұрғын, өндіріс және жалпы қолданысты ғимараттарын

жылумен қамтамасыз етуін орталандыру арқылы жасауға болады.

Орталандырылған жылумен қамтамасыз етуді дамытудың негізгі жолдарына:

жылыту және технологиялық қажеттіліктерге жұмсалатын рационалды

концентрация және ыстық сумен буды өндіруді орталандыру, ЖЭО және ірі

аудандық қазандықтарды салу жатады.

Ауыл шаруашылықты жылумен қамтамасыз ету мемлекеттің энергетика

жүйелерінің негізі болып табылады. Жылумен қамтамасыз ету жүйелерінің

тағайындалуы тұтынушыларды қажетті жылумен қамтамасыз ету (қажетті

параметрлердегі сумен будың шамасы) .

Орталандырылған жылумен қамтамасыз ету жүйесінде

келесі

технологиялық процестер өтеді: жылуды өндіру және жіберу, жылу

таратқышты тасымалдау және қолдану.

Жылуды өндіру және жіберу жылу дайындағыш жылу көзі

құрылғыларында - ЖЭО және қалалық немесе өндірістік қазандықтарында

өтеді. Жылу көздерінде органикалық және ядролық жанармайды қолданады.

Жылу көздерінің негізгі тағайындалуы - жылу жүйесіне жылуды жіберілу

режимдерін үнемді жеткізу, агрегаттардың берікті, үздіксіз және ұнемді

жұмыс жасауы.

Жылу көзін тұтынушылармен қосып отыратын жылу таратқышты

тасымалдау жылу желілері арқылы өтеді. Жылу желілеріне жылу өткізгіштері

және олардағы желі станциялары жатады (дроссельді, араластырғыш,

басқылаушы) . Қалаларды орталандырылған жылумен қамтамасыз ету ереже

бойынша сулы жүйелермен өтеді, онда жылу таратқыш болып су

қолданылады.

Жылумен қамтамасыз ететін су жүйелері жабық және ашық болады.

Жабық жүйелерде циркуляционды жылу жүйесіндегі су ереже бойынша жылу

тасымалдаушы болып келеді, желіден қолдану үшін алынбайды; ашық

жүйелерде жылу таратқыщ (су) тұтынушылармен ыстық сумен қамтамасыз

етіліп жеке қолданыс үшін алынады.

16

Жылу көздерінен қалаларды жылумен қамтамасыз ету, ереже бойынша,

екі құбырлы жылу жылу жүйелерін қолдану арқылы өтеді.

Жылу жүйелерінің тағайындалуы - сумен жылуды аз шығындау

арқасында жылу таратқышты берікті, үздіксіз тасымалдау.

Жылу тасымалдаушыны қолдану (жылуды шығару) тұтынушылардың

жылу қабылдағаштарында өтеді: жылу, ыстық сумен қамтамасыз ету және

желдету жүйелерінде. Жылуды тұтынушыларға жіберген кезде жылытылатын

орта параметрлерін заң бойынша ұстап туру жүзеге асырылады.

Электр энергия құнының жоғарылауына байланысты осы жобаның

тақырыбы өзекті болып келеді.

17

1 Сорғы станцияларындағы электр жетегін басқаруды талдау және

зерттеу тапсырмаларын дұрыс қою

1. 1 Оператордың технологиялық қаидатының және жұмыс істеу

қағидатын сипаттау

Технологиялық қондырғысын сипаттау кезінде осы тип үшін өзгеше

кейбір терминдер қолданады:

• Сорғы - энергия күшімен сұйықтықты қозғалтатын гидравликалық

машина.

• Сорғы агрегаты (СА) - сорғы, электр жетегінің және ауыстыратын

механизмның жиынтығы (муфта, бәсеңдеткіш (редуктор), тегергіш (шкив) .

• Сорғы қондырғысы (СҚ) - сорғылардың немесе бірнеше сорғы

агрегаттарның қажетті жұмыс режимімен қамтамасыз ететін жабдықтар

комплексі. Сорғы қондырғысы бір немесе бірнеше агрегаттардан, су

құбырларынан, бақылау - өлшегіш аппаратурадан сол сияқты басқару және

қорғау аппаратурасынан тұрады.

• Сорғы станциясы (СС)

өзіне бір немесе бірнеше

сорғы

қондырғыларын және қосымша қосатын құрылыс .

Сорғы қондырғылары су құбырлы, канализациялық, мелиорациялы,

жылу құбырларына жіктеледі.

Жылыту сорғы станциялары (жылу бекеттері) тұтынушыларға қажетті

параметрлерін жеткізу үшін арналған

Сорғы қондырғылары жыл сайын Республика бойынша өндірілген

электр энергиясының 20% шығындайды.

Қазіргі уақытта сорғы

қондырғылары көбі ысырапқа жұмыс істейді. Электр энергиясының шығыны

10, 15% жетеді, кейде осы көрсеткіш тұтынатын электр энергиясының 20, 25%

жетеді.

Сорғының жұмыс дөңгелектерінің айналу жиілігінің

өзгеруіне

негізделген реттеудің экономикалық тәсілдерін қолдану сорғы

қондырғыларында электр энергиясының шығынын едәуір қысқартуға әкеледі.

Қазіргі сорғы қондырғыларында айналу жиілігін өзгерту автоматтандырылған

электр жетегінің көмегімен жасалады.

Ыстық судың шаруашылық қоректену жүйесіне келуі және оның күндік

таратылу сипаттамалары біршамалы емес және ғимараттардағы тұратын адам

санына байланысты.

Ашық жылумен қамтамасыз ететін жүйелері тұрғын аудандары мен

орталық жылу пунктының арасында және жылу ғимараттарының арасында

төрт құбырлы жылу жүйелері салынады: екі құбыр - беретін және кері -

ғимараттардың жылыту жүйесіне жылуды жеткізу үшін, және тағы екі құбыр

- жіберетін және циркуляционды - ыстық сумен жабдықтайтын жүйеге суды

жеткізеді. Осындай жылу пунктының сұлбасы 1. 1 - суретте көрсетілген.

Ыстық сумен жабдықтайтын сорғы қондырғысының жұмыс режимі

суды тұтыну және қысымды - реттелмелі сумен қамтамасыз ететін құрылыс

18

жүйелерімен анықталады. 1. 1 - кестеде ыстық судың таратылуы тәуліктің

сағаттары бойынша шамамен орташа секундтағы шығыны 20 л/с және оның

жалпы су бұрғыш қалыпсыз коэффициенті Кжалп=1, 3 [1] . Егер су тұтынғыш

желісінде реттелетін сыйымдылық болмаса, онда тұтынушыны максимал су

тұтыну уақытында сумен қамтамасыз ету үшін сағаттық жібері қондырғысын

максимум ретінде алу керек (кесте бойынша 9-дан 10-ға дейін), яғни тәуліктік

тұтынудың көлемінен 5, 6 % тең деп лау керек.

1 - лайшық; 2 - шығыс тетігі; 3 - шығысты құбырда келген және қайтқан

кезінде өлшейтін науышы; 4 - су температурасын

реттейтін үшжүрісті араластырғыш қақпақша; 5 - су реттегіші;

6 - циркуляционды сорғылар; 7 - қайтарылма бекітпесі; 8 - су өлшегіш.

1. 1 сурет - Ыстық суды тікелей алатын жылу пунктының сұлбасы

Егер тұтынушылар жүйесіне реттелмелі сыйымдылықты су қысымды

ғимаратын қосса, сорғы қондырғысының жалпы жіберуін және қуатын

азайтуға болады. Бірақ кейбір жағдайларда реттелмелі сыйымдылықты су

қысымды ғимараттар үлкен болуы мүмкін және оның салынуы экономикалық

жағынан тиімсіз болады.

Сорғы қондырғыларын сыртқа тебуші сорғылармен жабдықтауы ыстық

сумен жабдықтау жүйелерін реттеуіші сыйымдылықсыз қолдануға рұқсат

етеді.

Ыстық сумен жабдықтайтын сорғы қондырғыларының жүйесі кіріс

коллекторынан тұрады, оған сорғыш желілері арқылы екі сорғы қосылған

(К90/20 типті) . Сорғылардың қысым желілері қысым коллекторы арұылы

қосылған. Екі сорғының бірі - негізгі, екіншісі апаттық. Сорғылардың

функциялары периодты түрде ауысып отырады. Тұтынушыларға қосылған

сорғы станцияларын су таратқыш қосып отырады.

19

1. 1 кесте -

Ыстық судың таратылуы тәуліктің сағаттары бойынша

шамамен орташа секундтағы шығыны 20 л/с және оның жалпы су бұрғыш

қалыпсыз коэффициенті Кжалп=1, 3 [1] .

Есеп бойынша ыстық сумен жабдықтайтын жылу пунктындағы осы

сорғы қондырғысында К типті сорғыны қолданамыз. (консольды сорғы) . К

типті сорғылар таза сумен қатар 105°С-қа дейінгі сұйықтықтарды жіберу үшін

арналған. 4А типті асинхронды қозғалтқышпен қозғалысқа келтіріледі.

Сорғының техникалық сипаттамалары 1. 2 кестеде келтірілген.

1. 2 кесте - К90/20 типті сорғының техникалық сипаттамасы

20

Автоматты басқару жүйесі қолмен немесе автоматандырылған басқару

жүйесі ретінде жұмыс істей алады. Жүйе қолмен басқару режимінде істесе

оператор функциясына жүйедегі сұйықтықтың қысымына байланысты

сорғыларды коммутациялау болып табылады. Осы режимде жүйедегі

сұйықтықтың қысымы датчиктер бойынша бақыланып отырады.

Сұйықтықтың температурасы автоматты түрде орталық жылу пунктында

бақыланып отырады деп санаймыз.

Жүйенің автоматты режимде жұмыс істеуі оператор функциясына

басқару жүйесінің дұрыстыңын бақылау жатады.

1. 2 Сорғы қондырғылары туралы патентті - ақпаратқа шолу және

жалпы мәліметтер

Элект энергия сорғы қондырғыларының жұмысы. Қазіргі кезеңде

отандық және шетел елінің сорғы қондырғыларының реттеу жүйелерінің

жұмыс тәртібі автоматтандырылған реттелмелі электр жетегінің арқасында

жүзеге асады. Осындай жүйелерде реттелмелі параметрі болып сұйықтық

қысымы саналады. Қазіргі техниканың дамуы берілген қысымды бір қалыпты

ұстап тұруға рұқсат береді. Бірақ жоғары дәлдік сорғы агрегатының электр

қозғалтқышының үздіксіз айналу жиілінің өзгерісіне әкеп отырады және

осының салдарынан сорғы агрегатының бөлек элементтеріне айнымалылық

белгісінің жүктемесі пайда болуына әкеледі (созылғыш муфта, қозғалтқышы

бар қоспалы сорғы және т. б. ) . Сондықтан реттеу жүйесіне жоғары сезімсіздік

зонасын қондыру керек, бірақ бұл қысымның тұрақтылығын төмендетеді.

Ыстық сумен қамтамасыз ету жүйесінде реттелмелі электр жетегі

ретінде электр жетегінің бір түрін қолдану қарастырылады, соның ішінде:

қоздыру қоректері тиристорлы БУ-3509 блоктарынан болатын индукторлық

жылжу муфтасы (ИЖМ) және т. б. ; ТЖТ, РЖТ-2 SAMI (Stromberg фирмасы)

және басқа типті сериялы жиілік өзгерткіштері; ШДУ басқару

станцияларының және ТПД-2 өзгерткіштерінің базасындағы АВК сұлбалы

электр жетектері; вентильды электрқозғалтқыштар базасындағы ЖТВН,

ЖТВС өзгерткіштері бар электр жетектері.

Су бөлгіш қысым желіде ұлғайған кезде сұйықтық қысымы

тұрақталады, ал сорғының электр қозғалтқышының айналу жиілігі желінің

реттелуі әсерәнен азаяды. Су тұтынуы жоғарылаған кезде керісінше сұйықтық

қысымы желіде азайып, айналу жиілігі өседі. Құбыр жүйеінде сұйықтық

қысым жүйесін тұрақтандырудың негізгі мақсаты қысымды берілген бағанада

ұстап тұру.

Су келуінің немесе су қолдануының жоғарылаған жағдайына немесе

олардың өшіп және қолдануы азайған жағдайына желідегі сұйықтықты

тұрақтандыру жүйесінде бірнеше реттелмейтін сорғылардың қосылуын

қарастырған жөн.

Реттелмелі жетекпен үлкен агрегатты сипаттамалы сорғылар

жабдықталуы керек. Бір типті сорғыларды қолданған кезде, реттелмейтін

21

сорғылардың жұмыс дөңгелектерінде өлі аймағының пайда болмауы үшін

диаметрлері реттелмелі сорғылардың жұмыс дөңгелектерінің аймағынан аз

болуы керек. Диаметрі бірдей болған жағдайда және реттелмелі сорғы

максимал жіберу режимі жұмысы кезінде айналу жиілігі жоғары болғанда

сипаттамаға сай жоғары қуатты қозғалтқышпен жабдықталуы тиіс

Айқын артықшылықтарына қарамастан, реттелмелі электр жетегі сорғы

қондырғыларында кең қолданыста емес. Қазіргі уақыт талаптарына сәйкес

оның кең қолданыста болуы талап етіледі. Жартылай өткізгіш

техникаларының дамуы реттелмелі электржетектерін салыстырмалы арзан

және сенімді статистикалық базаға сай түрлендіргіштерді құрастыруға әкелді.

Бұдан басқа негізгі құндылықтылығын әлемдік энергетикалық дағдарыс

көрсетті және олдарды рационал түрде жоюға ынталандырды. Нәтижесінде

автоматтандырылған реттелмелі электр қозғалтқыштарын зерттеу бойынша,

сорғы қондырғыларын әзірлеу және құрастыру жұмыстары кеңейді. Төменде

негізгі сипаттамалы қондырғылар көрсетілген.

1. 3 Сорғы қондырғысының жұмыс істеу режимдері

Сорғы қондырғысының жұмыс режимі су тұтыну режимдерінің

өзгерістеріне байланысты.

Су тұтыну режимдері негізінде тәуліктік, апталық және т. б. кестелеріне

сипатталады. 1. 2 - суретте кішігірім ауылдық аймақтың тәуліктік су тұтыну

кестесі келтірілген.

Q, м3/с

t, сағ .

QQQ

1. 2 сурет - Су тұтыну режимдері негізіндегі тәуліктік кестесQQQ

Q

22

QQQ

Су тұтыну кестелері біркелі емес коэффициенттермен сипатталады.

Біркелі емес максимал коэффициенттерінің максималы:

Kmax=Qmax/Qоp,

мұнда, Qmax- максимал су тұтыну дәрежесі.

Qоp- су тұтынудың орташа мәні.

Біркелі емес минимал коэффициентті

Kmin= Qmin/Qоp,

мұнда Qmin-минималды су тұтыну дәрежесі

Су тұтынуының ауытқу диапазоны келесі қатынаспен сипатталады:

λ = Qmin/ Qmax,

сол сияқты, максимал және минимал қысықтар арқылы көрсетіледі

λ = Кmin/ Кmax.

(1. 1)

(1. 2)

(1. 3)

(1. 4)

Әрбір су беріс жүйесінде өнімсіз шығыстары мен шығындары болады,

олардың шамасы көп жағдайда жалпы берістің 15-20% құрайды. Олай болса

сорғы қондырғысының берілісі осы шамаға су тұтынуынан көп болу керек.

Тұрақты су тұтыну кезінде қондырғылар бірқалыпты берліс пен

қысыммен жұмыс істейді, олар өзара қатынаспен байланысты

Pпол = H*Q γ g,

(1. 5)

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.