Преобразователи частоты АББ на страже водного мира

Авторы и источники / Правообладателям

Погружной осевой насос Indar 75

Интерфейс системы управления

Преобразователи частоты ACS550 производства компании АББ были использованы для управления погружными осевыми насосами в рыбозащитном сооружении.

Компания АББ большое внимание уделяет энергоэффективности, а также развитию возобновляемой или регенеративной энергии, которая также известна как “зеленая энергия”. Возобновляемую энергию получают из природных ресурсов, таких как солнечный свет, ветер, вода, приливы и т.д. Около 16% глобальной генерации приходится на гидроэлектростанции, на которых в качестве источника энергии используется потенциальная энергия водного потока. Гидроэлектростанции (ГЭС) обычно строят на реках, сооружая плотины и водохранилища. В качестве внешнего источника, создающего генераторный режим турбины, используется напор воды между верхним и нижним уровнем ГЭС. Соответственно, чем выше перепад высот, тем более мощным будет генератор “зеленой энергии”.Однако плотины и водохранилища, зачастую, изменяют характер рыбного хозяйства. Кроме того, рыба может попадать в гидроагрегаты ГЭС, что наносит вред и местной экосистеме, и механическим компонентам турбины.

Компанией ВиВ (ЗАО “Водоснабжение и Водоотведение”) – давним партнером компании АББ – было разработано уникальное решение по оптимизации энергетических характеристик рыбозащитных сооружений (РЗС) методом гидродинамических процессов в струегенераторе вблизи водоприёмного окна гидроэлектростанций (ГЭС).

Преобразователи частоты ACS550 производства компании АББ были использованы для управления погружными осевыми насосами Indar 75. Девять погружных насосов были установлены в колоны рыбозащитного сооружения (РЗС), суммарная мощность системы составила 810 кВт. Для управления группой преобразователей частоты (ПЧ) ACS550 использовался программируемый логический контроллер (ПЛК). Задание рабочей частоты производилось по промышленному протоколу Modbus RTU. Принцип работы РЗУ состоит в следующем - при работе гидроагрегатов в насосном режиме включается система РЗС. Насосы создают турбулентное течение жидкости, отпугивающее популяцию рыб и предотвращающее их попадание на лопасти турбины, или гидроагрегата.

Компания ВиВ произвела расчеты, из которых следовало, что при работе одного гидроагрегата для создания турбулентного потока должно работать как минимум 3 насоса. Смежные насосы Н3, Н5, Н7 могут создавать, при этом, требуемый для гидроагрегата напор. Таким образом, одни и те же насосы могут параллельно использоваться как для создания водной преграды для популяции рыб, так и для поддержания нужного напора. Благодаря оптимизированному алгоритму управления компании ВиВ удалось сократить число насосов с 12 до 9.

Помимо прямого эффекта, а именно создания турбулентного течения жидкости, применение преобразователей частоты позволило существенно повысить энергоэффективность системы.

Определение потенциала энергосбережения проводилось методом математического моделирования. На основе проведенных расчетов можно сделать вывод, что применение ПЧ серии ACS550 позволяет сократить потребление электроэнергии, затрачиваемой на эффективную работу РЗУ в 2,6 раза по отношению к РЗУ, оснащенной электронасосами с устройствами плавного пуска (УПП). Экономия достигается за счет линейного изменения частоты в зависимости от уровня воды в нижнем бьефе. Мощность каждого насосного агрегата (на частоте 40 Гц) составляет 34 кВт, при работе 9 агрегатов в течение одного часа экономия электроэнергии составляет 407,1 кВт. При продолжительности цикла 4 часа за сутки эта цифра достигает 1628,4 кВтч, за год – 594 366 кВтч, что в денежном выражении составляет 1,78 млн. рублей.