Тиристорний регулятор як засіб економії енергії в опалювальних

25.08.2015

ТИРИСТОРНИЙ РЕГУЛЯТОР ЯК ЗАСІБ ЕКОНОМІЇ ЕНЕРГІЇ В ОПАЛЮВАЛЬНИХ СИСТЕМАХ

В. П. Каргапольцев

Обладнання, безпосередньо перетворює електричну енергію в тепло, є практично у всіх галузях народного господарства — електропечі харчових підприємств, електрокотли у житлово-комунальному господарстві, електротермічні установки в різних галузях промисловості. Незважаючи на підвищення вартості енергії, ефективність використання энергорсурсов в Росії до цих пір залишається неприпустимо низькою. Тому обмеження потужності, споживаної електрообладнанням — першочергове завдання практичного енергозбереження.

Неможливо якісно вирішити завдання керування потужністю, застосовуючи так зване «релейне» регулювання, що має на підприємствах певне поширення. Релейний принцип регулювання навантаження містить відомі «витрати» — невисока точність установки рівня напруги, перехідні процеси в електричних ланцюгах і коливання напруги, високі експлуатаційні витрати на обслуговування релейно-контакторних схем. Крім того, сучасні технологічні процеси на підприємствах вимагають високої точності регулювання в прив’язці до параметрів технологічних процесів у реальному масштабі часу. Будь електрообладнання має максимальний ресурс ( термін експлуатації ) лише за умови обмеження відхилень ( коливань ) напруги живильної мережі в допустимих межах. Таким чином, для ефективного управління електричним навантаженням слід застосовувати безперервні закони регулювання, втілені в безконтактних пристроях — тиристорних регуляторів напруги ( ТРН ). Експлуатаційні витрати на такі системи мінімізуються за рахунок надійності основного елемента — тиристора з струмовим керуванням або оптотиристора. Слід зазначити, що оптотиристор поступається тиристору тільки в діапазоні струмів до 160 А, а за показниками безпеки експлуатації, стабільності і дешевизни схеми управління оптотиристор має кращі характеристики. Реальна економія коштів в електроустановках напругою 0,4 кВ може бути отримана при використанні ТРН на базі оптотиристорных модулів з цифровою системою керування і стабілізації.

Досвід впровадження цих пристроїв припав на період становлення в Росії нової економіки, в кінці 90-х років ХХ-го століття. У 1997 р. кіровське підприємство «Энергис» приступило до випуску ТРН із застосуванням модульних оптотиристоров і цифровою системою управління на імпортних компонентах. Основними вимогами при розробці обладнання стали необхідність мати гнучку конфігурацію, придатність для вирішення різних завдань регулювання і обмеження електричної навантаження живильної мережі.

Розроблений ТРН призначений для плавного регулювання діючої напруги на активній, активно-індуктивному навантаженні вручну або дистанційно у стандартній мережі напругою 220/380 В з частотою 50 Гц. Область застосування — управління нагрівальними установками різного призначення, а також освітлювальними установками з лампами розжарювання. Функції, реалізовані в ТРН: — регулювання напруги в кожній фазі окремо ( або разом ) в % від номінального вхідної напруги. Ця функція реалізується вручну кнопками ( регулятором ) на панелі управління ТРН або дистанційно зовнішнім струмовим сигналом.

Принцип роботи регулятора ТРН заснований на зміні кута відмикання силових тиристорів a. величина якого визначається в залежності від величини зовнішнього керуючого сигналу, що подається на вхід ТРН.

Форма синусоїди вхідної напруги:

Форма синусоїди вихідної напруги:

Переваги застосування ТРН

засновані на конструктивні особливості виробу:

1. блочно-модульна схема ТРН доступна при наладці і обслуговуванні і більш того, допускає заміну блоків без додаткового регулювання.

2. захист налаштувань ТРН виключає наслідки втручання або несанкціонованого відключення мережі

3. дистанційне управління ТРН допускає роздільне регулювання у фазах (групи нагрівачів, лінії освітлення і т. д.)

4. пуско-налагоджувальні роботи з ТРН доступні електромонтеру середньої кваліфікації, виконує вимоги Правил техніки безпеки в електроустановках до 1000 В.

Практичне застосування розроблені теморегуляторы напруги ТРН знайшли на різних підприємствах Росії. На підприємстві «Аврора-ЕЛМА» ( р. Волгоград ) для виробництва пъезокерамических елементів застосовуються електропечі з особливими характеристиками. Особливість цих печей полягає в застосовуваних нагрівальних елементах напівпровідникового типу. Для управління температурою при запуску необхідно глибоке регулювання напруги на нагрівальному елементі. Для цих цілей був застосований 15 регуляторів ТРН з максимальним струмом 160 А, керовані дистанційно від ШІМ регулятора. Застосування даної системи дозволило виключити надвисокі пускові струми електропечі та забезпечити стежить режим регулювання температури робочої зони.

У хімічному виробництві, виробництві полімерів ТРН зазвичай застосовуються для точного регулювання теплових характеристик компонентів і готової продукції, як це реалізовано на підприємстві «КОМИНТЭКС» при виробництві полімерних будівельних матеріалів і лінолеуму.

Відомості про автора.

— Василь Петрович Каргапольцев, начальник лабораторії теплоэнергоресурсов ФДМ «Кіровський ЦСМ», 610035 р.Кіров, а/я 2208, вул. Попова 9, тел. (8332) 63-11-45, metro 43@yandex .ru

Короткий опис статті: тиристорний регулятор

Джерело: Тиристорний регулятор як засіб економії енергії в опалювальних системах

Також ви можете прочитати