Пуск компрессора СПГ: расчет трансформатора, провала напряжения и разгона

Для пуска компрессора СПГ нужна динамическая модель от источника до двигателя: мощность трансформатора не определяет напряжение, разгон и устойчивость соседних

1. Начните с разгона

Двигатель может укладываться в длительную мощность трансформатора, но не разгоняться в слабой сети. Реактивный ток снижает напряжение и момент; долгий разгон нагревает ротор и продлевает воздействие на соседние нагрузки. Сначала задайте нормальное питание, отключение одного трансформатора, островной режим, минимальную мощность сети и состояние процесса.

ABB объясняет компромисс тока и момента при пониженном напряжении. Большой синхронный двигатель СПГ требует собственной модели изготовителя и последовательности возбуждения; асинхронная характеристика не универсальна. Методы ABB.

2. Запросите исходные данные

Нужны мощность КЗ и X/R источника для каждой схемы, сопротивление и допуск трансформатора, ответвление, соединение обмоток и кабели. Учтите исходную нагрузку, компенсацию, ограничения возбуждения генераторов и секционирование. Максимальный ток КЗ обычно не соответствует худшему пусковому напряжению.

Поставщик двигателя должен дать ток и момент по скорости при заданных напряжениях, полную инерцию агрегата, момент сопротивления компрессора, способ пуска, допустимые термические пуски и ограничения повторного запуска. Для ПЧ нужны входной ток во времени, предзаряд и гармоники, а не коэффициент тока заторможенного ротора. Механики подтверждают разгрузку и переход к нагрузке.

3. Условный предварительный расчет

Предполагаются симметричный прямой пуск асинхронного двигателя и исходно ненагруженная шина. Пусковая мощность при номинальном напряжении равна 30 MVA. Трансформатор 25 MVA имеет преимущественно реактивное сопротивление 0.10 pu, источник — 0.05 pu на той же базе. Активное сопротивление и кабели исключены; пусковое сопротивление двигателя условно постоянно. В этом скалярном делителе пусковое сопротивление двигателя также приближенно считается индуктивным; при учете активной составляющей нужны комплексные сопротивления.

Sstart / Sbase = 30 / 25 = 1.2

Vbus ≈ 1 / (1 + 0.15 × 1.2) = 0.847 pu

Tstart / Trated-voltage ≈ 0.847² = 0.717

Начальное напряжение примера — 84.7%, момент — примерно 71.7% значения при номинальном напряжении. Знаменатель приближенно учитывает снижение тока вместе с напряжением; вычитание постоянного токового падения означало бы другую модель. Это не допустимые пределы, не прогноз всего разгона и не гарантия.

Если на критической скорости сопротивляющий момент выше уменьшенного моторного, удлинение пуска не устранит дефицит. Интегрируйте уравнение скорости с проверенными кривыми; включите восстановление напряжения, нагрев и синхронизацию при необходимости.

4. Сравните решения

Решение	Возможная польза	Последствие для расчета
Больший трансформатор или меньшее сопротивление	Выше напряжение двигателя	Выше токовая аварийная нагрузка
Пониженное напряжение пуска	Ниже ток источника	Ниже момент и переходные эффекты
Частотный пуск	Управляемый разгон	Вход преобразователя, охлаждение и байпас

Ответвление повышает пусковое и рабочее напряжение одновременно; проверьте весь диапазон. Параллельные трансформаторы усиливают сеть, но требуют согласования коэффициентов, сопротивлений, защиты и правил работы. Начальный провал не должен быть единственным критерием.

5. Оцените остающиеся нагрузки

Сопоставьте напряжение во времени на каждой важной шине с характеристиками контакторов, ПЧ, приборного питания и защиты. Короткий глубокий и долгий небольшой провалы вызывают разные отказы. Указания ATV320 показывают важность настроек конкретного ПЧ. Поведение привода.

Интерфейсы рассмотрены в цепочке переживания провала НПЗ; связи и базы — в руководстве по модели и однолинейной схеме.

6. Воспроизводимая приемка

Зафиксируйте режимы источника, исходную нагрузку, допустимые состояния процесса, версии кривых, допуск сопротивления и результаты. Нужны напряжение шин, скорость, ток, запас момента, время разгона и тепловая нагрузка. Документируйте чувствительность к слабому источнику и температурным запретам.

Сравните согласованный пуск с расчетом по синхронным электрическим и механическим записям. Отклонения и точки остановки согласуйте заранее. Успешный разгруженный пуск не подтверждает иной нагруженный повторный запуск. Ограничения храните вместе с документами защиты.

7. Вопросы и первичные источники

Мощность трансформатора определяет пуск? Это одна исходная величина; сопротивление сети и баланс моментов тоже решают.

Меньшее сопротивление всегда лучше? Оно повышает жесткость, но увеличивает ток КЗ и меняет защиту.

ПЧ устраняет любой провал? Нет. Его входные характеристики и источник требуют расчета.

Источники: ABB: пуск двигателя; Schneider: пониженное напряжение.