Станции управления, защиты и автоматизации серии СТУ48, СТУ49 с устройствами плавного пуска

Станции управления асинхронными электродвигателями серии СТУ48 и СТУ49 (далее по тексту просто СТУ4) представляют собой комплектные низковольтные устройства, обеспечивающие комплексную защиту и автоматизацию управления, в том числе плавный пуск, реверс и плавную остановку одного или нескольких трехфазных асинхронных электродвигателей, в том числе их каскадное включение; класса напряжения 0,4 кВ мощностью от 4 до 630 кВт от силовой трехфазной электросети посредством устройств плавного пуска.
Станции управления асинхронными электродвигателями серии СТУ48 и СТУ49 соответствуют требованиям ТУ 3431-010-33874352-2007, номер сертификата РОСС RU.АИ50.В03853.
Основной принцип управления двигателями основан на управлении моментом на валу двигателя путем плавного увеличения и уменьшения напряжения на зажимах асинхронного электродвигателя при его пуске и останове, ограничивая максимальное значение фазных токов статора в переходных и статических режимах.
Станции управления объединяют функции управления и защиты двигателей и механизмов от недопустимых режимов работы, а также интегрирования в состав систем автоматизированного управления технологическими процессами (АСУ ТП). Эти функции отвечают наиболее частым применениям, главным образом, в строительной, пищевой, химической и нефтеперерабатывающих отраслях для центробежных механизмов, насосных агрегатов, вентиляторов, компрессоров, конвейеров и станочных приводов.
Преимущества питания асинхронных электродвигателей от станций серии СТУ4:

* благодаря ограничению пускового тока двигателя, исчезают выбросы и провалы напряжения питающей сети, тем самым уменьшаются электромеханические и тепловые нагрузки на проводники и их изоляцию. Привод перестает влиять на другие приборы, подключенные к используемой сети;
* устройства плавного пуска предполагают шунтирование силовых тиристоров после окончания процесса пуска контактами внешнего коммутационного аппарата с поддержанием постоянно рассчитываемых электронных защит и/или сигнала с подключаемых терморезисторов, что позволяет снизить потери электроэнергии в тиристорах устройства за счет уменьшения теплового излучения, повысив тем самым экономичность и надёжность работы устройства;

Станции управления серии СТУ48 — это экономичное решение, позволяющее:

* уменьшить стоимость эксплуатации механизмов путем снижения механического износа и улучшения эксплуатационной готовности оборудования;
* уменьшить вероятность возникновения волн сжатия при пуске вентиляторов и насосов и вероятность разрыва трубопроводов;
* уменьшить нагрузки на редукционные механизмы, приводные ремни, подшипники;
* уменьшить вероятность повреждения изделий на конвейере при его пуске и останове;
* уменьшить влияние пуска двигателей на питающую сеть за счет ограничения бросков тока и провалов напряжения в сети;
* интегрировать станции управления СТУ4 в АСУ.

Функции электропривода

* возможность осуществления ручного или автоматического управления с панели или удаленного пульта управления станцией;
* визуальный контроль за режимами работы оборудования;
* поддержание момента, развиваемого во время ускорения и замедления, уменьшение ударных нагрузок;
* возможность настройки времени разгона/торможения, момента и других характеристик, необходимых для наиболее оптимального использования ресурсов электропривода;
* возможность шунтирования устройства плавного пуска с помощью обходного шунтирующего контактора после достижения номинальных оборотов с сохранением всех функций защиты электродвигателя;
* возможность запуска нескольких двигателей, одновременно или каскадно, в зависимости от типовой схемы;
* автоматический повторный пуск, выдержка времени перед повторным пуском, контроль времени пуска;
* возможностью задания графика включения и выключения каждого из двигателей по времени (при наличии модуля автоматизации);
* управление по изменению технологических параметров;
* перевод на работу в обход устройства плавного пуска при выходе последнего из строя (для ответственных применений).

Функции защиты двигателя и механизма

* максимально-токовая мгновенного действия;
* максимально-токовая с зависимой временной характеристикой, встроенная постоянно рассчитываемая тепловая защита двигателя;
* температурная с помощью терморезисторов от перегрева двигателя, встраиваемых в электродвигатели для контроля их температуры;
* температурная от перегрева силовых тиристоров устройства плавного пуска;
* от длительной работы на холостом ходу (от срыва насоса или обрыва приводного ремня);
* от затянувшегося пуска;
* от перегрузки по току в установившемся режиме;
* от изменения порядка чередования фаз питающей сети;
* от обрыва фазы питающей сети или электродвигателя;
* от повторного пуска в течении заданного времени (от 0 до 999 мин.);
* немедленное отключение электродвигателя в случае поступления аварийного сигнала, как с пульта управления, так и от внешних устройств;
* предварительный обогрев двигателя (например, при сильных морозах, во избежание образования конденсата и замерзания двигателя);
* возможность выбора типа остановки: остановка на выбеге (без торможения), остановка двигателя с замедлением под контролем момента (насосные установки), динамическое торможение постоянным током (механизмы с большим моментом инерции).

Функции интегрирования в системы автоматизации

* при наличии модуля учёта — учет потребляемой электрической энергии и передачи сигналов телеметрии в АСКУЭ верхнего уровня;
* при наличии модуля автоматизации — возможность выполнения функции локальной автоматизации технологического процесса.
* при наличии модуля автоматизации — возможность передачи аварийных сигналов в АСУ верхнего уровня;
* при наличии модуля автоматизации — возможность приёма и обработки управляющих сигналов из АСУ верхнего уровня;
* при наличии модуля коммуникации — отображение электрических параметров, состояния нагрузки и времени работы, возможность удаленного конфигурирования и управления с удалённой рабочей станции АРМ;
* при наличии модуля коммуникации — коммуникационные возможности для подключения к сетям Ethernet, Fipio, DeviceNet, Profibus DP;
* при наличии модуля оператора — выносной терминал, устанавливаемый на дверь шкафа;
* встроенный последовательный порт RS485 для подключения к шине с протоколом ModBus RTU;
* защита информационных линий барьерами искрозащиты для датчиков находящихся во взрывоопасной зоне (оговаривается в заказе отдельно);

По согласованию с заказчиком набор выполняемых модулем автоматизации функций может быть расширен или изменен, например накапливание информации (с интервалом в 5 минут) для последующей передачи в компьютер значений питающего напряжения, тока и загрузки электродвигателя при работе в течение 7 суток.
Конструкция

Конструкция типовой станции управления СТУ4 представляет собой металлический шкаф для настенного или напольного монтажа необходимой степени защиты IР по ГОСТ 14254-96 с односторонним обслуживанием. Конструкция шкафа обеспечивает легкий доступ к узлам в процессе монтажа и наладки. В зависимости от типовой схемы в шкаф устанавливаются силовые коммутационные аппараты, защитные устройства, устройства автоматизации и непосредственно устройство плавного пуска. С лицевой стороны на дверце шкафа располагаются органы управления и сигнализации, такие как: кнопка сброса защит, кнопки выдачи команд на пуск и останов электропривода, индикатор наличия силового напряжения питающей сети, сигнальная арматура «Готовность», «Пуск» или «Вперед», «Назад», «Окончание пуска», «Перегрузка», «Авария», переключатели режимов работы, амперметры, вольтметры, выносной терминал, терминал модуля автоматизации (HMI) и прочие.
Кабели ввода и вывода силовых цепей могут быть расположены как снизу, так и вверху шкафа. В качестве несущих конструкций используются малогабаритные навесные шкафы, напольные шкафы серий "Аккорд-М" , разработки ООО «ПУ Казаньэлектрощит»; а также, шкафы серии SAREL , производства Schneider Electric.
Защита силовой цепи от коротких замыканий осуществляется автоматическим выключателем.
Однолинейные типовые схемы, описание принципа работы и возможного применения каждой приводятся в табл.5.1.1 номенклатурного каталога «ПУ Казаньэлектрощит».
Габаритные и установочные размеры станций управления серии СТУ4 в зависимости от типового номера схемы и типового индекса мощности представлены в номенклатурном каталоге ООО«ПУ Казаньэлектрощит».

Станция управления осуществляет световую сигнализацию:

* о наличие силового питающего напряжения и цепей управления в норме и готовности устройства к работе;
* о завершении пуска и выходе электродвигателя в рабочий режим;
* о срабатывании функций защиты (затяжки пуска; токовой и тепловой перегрузке; срабатывании отдельных видов защит (внутри модуля автоматизации);
* визуального контроля заданных технологических параметров;

Станции управления имеют до четырёх режимов работы:

1. локальный (местное управление);
2. дистанционный (управление только с удалённого пульта);
3. ручной (локальное или дистанционное управление кнопками);
4. автоматический (локальное или дистанционное управление модулем автоматизации).

Также имеется возможность включить в базовую схему станции управления СТУ4 набор дополнительных модулей, расширяющих функциональные возможности станции управления:

* модуль учёта электроэнергии У1;
* модуль измерения линейных и фазных напряжений с цепи питания станции управления М1;
* модуль измерения потребляемых станцией управления токов М4 ;
* модуль автоматизации А1;
* модуль коммуникации К1;
* модуль оператора О1;
* модуль АВР В1.

По заказу, в зависимости от номера типовой схемы, могут быть изготовлены станции управления реверсивные и нереверсивные, с обходными контакторами и без них, от одного до четырёх одинаковых или двух разных по типу и мощности электродвигателей.