Силовая электроника в городском жилищно-коммунальном хозяйстве

Одной из основных областей применения устройств силовой электроники является регулируемый электропривод. Именно благодаря достижениям силовой электроники стало возможным широкое использование регулируемого электропривода общепромышленного назначения. Современный частотно-регулируемый электропривод насосных агрегатов является сегодня основой энергосберегающего оборудования систем городского водо- и теплоснабжения. Экономия только электроэнергии составляет 30-50%>.

Предприятие "Сибирь-Мехатроника" занимается разработкой, производством и внедрением преобразователей частоты (ПЧ) для управления асинхронными двигателями.
В настоящее время предприятием выпускается серия СМ400 мощностью до 315 кВт. Преобразователи представляют собой трехфазный автономный инвертор напряжения на IGBT-модулях с промежуточным звеном постоянного тока и микропроцессорной системой управления (ADSP-2181+ADMC-201). Опыт внедрения преобразователей частоты на насосные установки объектов ЖКХ показал, что для их эффективного использования недостаточно запитать приводной двигатель насосной установки от преобразователя частоты. Необходимо решить ряд проблем, связанных со спецификой объектов. В результате, на базе преобразователей частоты серии СМ400 предприятием разработана станция частотного управления насосными установками серии СЧ400, представляющая собой комплектное энергосберегающее оборудование для частотного регулирования производительности группы насосных агрегатов. В настоящее время станции находятся в эксплуатации более чем на 80 объектах ЖКХ городов Новосибирска, Омска, Кемерова, Благовещенска, Хабаровска.
Основными силовыми элементами станции СЧ400 являются преобразователь частоты и коммутационная аппаратура группового управления тремя насосными агрегатами. С помощью коммутационной аппаратуры каждый насосный агрегат может быть подключен либо непосредственно к сети, либо к выходу преобразователя частоты.
Принцип действия заключается в согласованном управлении преобразователем частоты и коммутационной аппаратурой в функции требуемой производительности насосных агрегатов.

ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ УПРАВЛЕНИЯ И СЕРВИСА СЧ400

Функции управления технологическим параметром
– Автоматическое поддержание технологического параметра равным заданному значению путем плавного изменения производительности насосных агрегатов (как для нагнетающих систем, так и для откачивающих).
– Формирование оператором заданного значения технологического параметра по суточным графикам отдельно для выходных и будних дней либо по периодическим временным графикам (в основном для КНС).
– Возможность подключения и работы по двум датчикам технологического параметра
- основной + резервный,
- регулирование по разности/сумме сигналов,
- корректировка режима работы станции по дополнительному параметру.

Функции группового управления насосными агрегатами
– Управление тремя агрегатами по параллельной или последовательной схеме.
– Согласованная работа двух станций.
– Последовательное частотное регулирование каждого агрегата.
– Индивидуальная настройка на каждый агрегат.

Функции технологического контроля и защиты оборудования
– Автоматический запуск/останов при достаточном/недостаточном давлении на всасе/уровне в резервуаре.
– Аварийный останов при превышении технологическим параметром критических значений (по min и max).
– Контроль состояния насосных агрегатов по индивидуальным дискретным датчикам и токовой загрузке двигателя; автоматическое отключение неисправного агрегата.

Функции резервирования управления
– Возможность управления каждым насосным агрегатом либо от СЧ400, либо по резервной схеме непосредственно от сети.

Функции безлюдной технологии работы оборудования
– Самозапуск по питанию.
– Автоматическое включение резервного насосного агрегата.
– Автоматическое включение резервного технологического датчика.
– Автоматическое повторное включение при срабатывании защит.
– Архив причин отключений.
– Работа с АСУ ТП верхнего уровня.

Сервис
– Индикация, регистрация и отображение текущей информации.
– Два уровня меню
– эксплуатационный (для оператора),
– инженерный (программирование).
– Программирование и настройка с помощью компьютера.
– Коммуникационный интерфейс для передачи данных и управления.
Результаты эксплуатации станций подтверждают высокую эффективность их использования в системах водоснабжения, водоотведения и отопления городов, городских и сельских районов. Срок окупаемости составляет 12…24 месяца; сокращение потребления электроэнергии на 30…50%; сокращение эксплуатационных расходов до 30%.
Оборудование непрерывно совершенствуется с учетом достижений силовой электроники и в тесном взаимодействии с эксплуатационными организациями и проектными институтами. В настоящее время предприятием ведутся работы по увеличению мощности до 1,25 МВт со значительным функциональным расширением технологических возможностей станций.