Automatizarea pompelor de răcire într-o hidrocentrală

Capitolul 1

Consideraţii teoretice privind acţionarea motoarelor asincrone prin convertizoare de frecvenţă

În cadrul proiectului privind reparaţia echipamentelor de pornire pompe apă răcire la CHE Retezat, se are în vedere în primul rând o evaluare a stării actuale a echipamentelor de pornire urmând ca pe baza constatărilor la faţa locului să se elaboreze o documentaţie tehnică care să cuprindă toate lucrările ce se impun pentru aducerea instalaţiei ce asigură pornirea motoarelor electrice de antrenare a pompelor într-o stare care să asigure alimentarea cu apa de răcire a hidroagregatului din CHE Retezat.

Având în vedere importanţa majoră pe care o are centrala hidroelectrică Retezat în cadrul sistemului electroenergetic naţional, se impune ca funcţionarea hidroagregatelor să aibă loc în condiţii de siguranţă sporită astfel încât probabilitatea de apariţie a unor defecte în timpul exploatării lor să fie practic nulă.

Apa de răcire a hidroagregatelor din CHE Retezat este asigurată prin intermediul a trei electropompe, dintre care doar una funcţionează în regim de bază, celelalte fiind în regim de pompe de rezervă.

Electropompele ce asigură apa de răcire a celor două hidroagregate din CHE Retezat au fost montate în perioada de punere în funcţie a centralei 1985-1986.

Având în vedere importanţa acestor pompe, prin proiect s-a prevăzut o pompă funcţionând în regim de bază, capabilă să asigure debitul necesar pentru apa de răcire, iar celelalte două pompe fiind de rezervă.

De-a lungul celor 25 de ani de exploatare, s-au constatat multe avarii în special la instalaţiile de pornire a motoarelor asincrone şi acesta datorită regimului greu de funcţionare a motorului, în timpul procesului procesului pornire directă la reţea. Regimul asincron de pornire directă la reţea este însoţit de valori foarte mari ale curentului de pornire asociat cu importante căderi de tensiune pe cablurile de alimentare, fapt ce conduce la prelungirea duratei de pornire a motorului.

Pompele ce asigură apa de răcire sunt antrenate de motoare asincrone, acestea având următoarele caracteristici:

- Tipul motorului MIB2-315M90-4

- Puterea nominală P = 200kW

- Tensiunea nominală Un = 380V

- Curentul nominal In = 368A

- Factorul de putere cosn = 0,88

- Turaţia nominală n = 1481rpm

- Conexiunea 

- Greutatea totală 1360kg

Datorită faptului că alimentarea motorului se face din staţia de 0,4kV, printr-un cablu de aluminiu de lungime mare, căderea de tensiune pe cablul respectiv atinge valori însemnate. Ţinând cont de faptul că valoarea curentului de pornire este Ip = 5In rezultă că în timpul regimului tranzitoriu de pornire directă la reţea, motorul asincron absoarbe din reţea un curent foarte mare.

Ip = 5368 = 1830A

Durata procesului de pornire fiind mare, tp = 7-8 secunde, motoarele electrice sunt solicitate atât din punct de vedre electric cât şi din punct de vedere termic ca urmare a acestui fapt, de-a lungul timpului au apărut frecvenţe, defecţiuni atât la motoarele electrice cât şi la echipamentele de pornire aferente.

De remarcat este faptul că intervenţiile în vederea reparării motoarelor, pe lângă faptul că sunt dificile, sunt şi de lungă durată, timp în care există riscul de compromitere a condiţiilor de funcţionare a hidroagregatelor, cu consecinţe negative din punct de vedere financiar.

În acelaşi timp, regimul electromagnetic ce caracterizează procesul de pornire determină în foarte mare măsură uzura şi a echipamentului de pornire directă la reţea a motorului asincron. Uzura devine şi mai pronunţată în condiţiile în care în timpul regimului prelungit de pornire în asincron are loc deconectarea prin protecţie termică sau de suprasarcină a motorului respectiv,

Orice întrerupere în sarcină, la un curent de aproximativ 5In conduce la arderea contactelor principale ale contactorului de pornire directă la reţea a motorului sincron.

Întru-cât contactoarele de putere mare, sunt foarte scumpe, orice intervenţie este însoţită de cheltuieli foarte mari.

În condiţiile în care circuitele de forţă ale echipamentelor de pornire prezintă un grad pronunţat de uzură, există riscul unor avarii de proporţie care pot conduce la importante daune materiale sau uneori pot prezenta un real pericol pentru personalul de exploatare.

1.1 Condiţii tehnice ce se impun la reparaţia echipamentelor de pornire

Având în vedere scopul care trebuie să-l îndeplinească aceste echipamente, se impune, ca în urma reparaţiei, aceste echipamente să asigure următoarele:

- pornirea în condiţii de siguranţă a motoarelor asincrone pentru antrenarea pompelor ce asigură apa de răcire a hidroagregatelor

- diminuarea solicitărilor termice din bobinajul statoric al motorului sincron prin optimizarea procesului de pornire

- reducerea curentului de pornire în timpul regimului de scurtcircuit asincron, în scopul diminuării solicitărilor electromagnetice din motoarele asincrone