Файл: Голоднов Ю.М. Самозапуск электродвигателей.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.07.2024

Просмотров: 140

Скачиваний: 5

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ными. На практике, однако, каждый механизм работает с различной нагрузкой—от холостого хода до полной, может изменяться момент трения (в зависимости от вре­ мени года, качества смазки и т. д.), возможна ошибка

вопределении момента инерции и времени ускорения.

Врезультате благоприятное взаимное расположение век­ торов £ д и U будет происходить в различные моменты

времени, и обеспечить включение с током, не превы­ шающим допустимого, с помощью реле времени не представляется возможным (см. приложение 2 ).

Это означает, что для обеспечения допустимого то­ ка включения при самозапуске синхронного двигателя с глухоподключенным возбудителем необходимо сниже­

ние э. д.

с. двигателя до такой величины,

когда

даже

в самом

неблагоприятном случае (6=180°)

ток

вклю­

чения не превысит допустимого. Следовательно, нет на­ добности при расчете тока включения учитывать угол 6 .

Расчет производится для наихудшего случая по фор­

муле

 

 

/,,==

Jv q Г •*' d

(З-6)

Как отмечено в § 3-1,

расчет тока

включения при

самозапуске требуется только для синхронного двига­ теля с глухоподключенным возбудителем. Расчет вы­ полняется по (3-6), где •Ед.пр определяется по характе­ ристике холостого хода двигателя при токе if, опреде­ ляемом по формуле (2-11). Электродвижущая сила си­

стемы

при проектировании

принимается

равной 1,05,

а в условиях эксплуатации

определяется

эксперимен­

тально.

Сопротивление x"d

определяется

по каталогу,

а хс представляет собой суммарное индуктивное сопро­ тивление сети, приведенное к номинальным параметрам двигателя (иначе надо привести к базисным парамет­ рам x"d и полученную кратность тока включения пере­ считать с базисного на номинальный ток двигателя).

При наличии в сети нескольких источников питания, а также крупных электродвигателей они объединяются по тем же правилам, что и при расчете токов к. з. [Л. 29]. Например, если на подстанции, схема которой изображена на рис. 3-1, были отключены выключатели В5В7 и после отключения трансформатора Т1 сра­ батывает АВР на секционном выключателе, в качестве

источников питания

вместе с- энергосистемой (шины

35 кВ) могут быть

учтены двигатели Д2—Д4.

41


3-3. ТОК ВКЛЮЧЕНИЯ ПРИ НАЛИЧИИ ПОСТОРОННЕЙ НАГРУЗКИ И В СЛУЧАЕ ГРУППОВОГО С А М О ЗА П У СК А

Одиночный самозапуск отдельно взятого двигателя на практике происходит редко. Обычно к отключившим­ ся шинам подключено либо несколько двигателей (сек­ ция 2 на рис. 3-1), либо двигатель и другая нагрузка (осветительная, печи и т. д. — секция 1 на рис. 3-1). Тогда при включении в элементах сети возникает повы­ шенный ток, в результате чего напряжение на двигателе

35кВ 35кВ

Р и с. 3-1. С х ем а

п од стан ц и и с р азл и ч н о й н агр у зк о й

на сек ц и я х ш ин,

о п р ед ел яю щ ей р азл и ч н ы е у сло ви я

с ам о за п у с к а .

 

меньше, чем при одиночном самозапуске, и ток включе­ ния также меньше.

В общем случае определение тока может быть про­ изведено по методу наложения. Если в схеме на рис. 3-1 срабатывает АПВ на выключателе В1, то в момент включения имеются два напряжения: напряжение сети и э. д. с. двигателя Д1.

Если пренебречь влиянием активных сопротивлений, токи от напряжения сети составят:

в трансформаторе Т1

J h ____

I П1C

 

x " d + х н

42

в двигателе

Д1

 

 

 

Г 1Д'

d “ Г

* в

 

 

в ветви

прочей нагрузки (ТЗ

и Т4 параллельно)

I"1

х”а

11.Г JI" ,lCx " d+ х н '

Токи от э. д. с. двигателя: в двигателе

J I I

____

________ ^ д . п р ________ .

 

2Д _

'

 

 

* " + Хс+ Х„

в трансформаторе 77

i n

г //

»

 

2д *>+*. ’

в ветви прочей нагрузки

2д хс -}- хн

В худшем случае, когда векторы напряжения сети и э. д. с. двигателя находятся в противофазе, указанные составляющие тока в трансформаторе 77 и двигателе Д1 будут складываться, а в прочей нагрузке — вычи­ таться. Для тока двигателя после преобразований по­ лучаем:

/'

^сХн

Дт.IIр (Хн -f~ хс)

(3-7)

хсх"а + x"dx„ -f xcx„

 

 

В формуле (3-7) и предшествующих ей сопротивле­ ние нагрузки, работающей с номинальной мощностью 5Н и известным cos сри, составит в относительных еди­ ницах:

(3-8)

SH sin

При базисном напряжении, равном номинальному напряжению электроприемников, за базисную мощность может быть принята мощность двигателя Д1 либо трансформатора 77.

Если на секции имеется несколько электродвигате­ лей (секция 2 на рис. 3-1), то ток каждого из них мо­ жет быть также определен методом наложения. В об­ щем случае определяются токи сети и каждого двига­

43


теля от напряжения сети и от э. д. с. каждого двигателя. Для определения суммарного тока включения для ка­ кого-либо двигателя надо сложить составляющие этого тока, полученные для рассматриваемой ветви от напря­ жения сети и от э. д. с. данного двигателя, из этого результата вычесть сумму составляющих, полученных для рассматриваемой ветви от э. д. с. всех остальных двигателей. Однако, как отмечалось в § 2-3, определение э. д. с. каждого двигателя при групповом выбеге весьма сложно.

Если все двигатели выбегают с одинаковой э. д. с., то для определения тока включения в формуле (3-6) вместо сопротивления одного двигателя учитывается эквивалентное сопротивление всех двигателей:

___I__ >__ |_

х"в * " * “ *".» П

находится суммарный ток I" по (3-6), а затем ток каж-. дого двигателя

/"

*

dl

(3-9)

 

 

ит. д.

Вчастном случае, если имеется п одинаковых дви­

гателей, эквивалентное сопротивление составит х"0= =x"dlti, суммарный ток включения

 

 

 

 

 

 

J/7/ U c -)- £ д . п р ,

 

 

 

 

а .ток

включения

одного

двигателя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тп _I" __

~f £д.пр

 

 

(3-9а)

 

 

 

 

 

 

д

п

 

nxa +

x " d ’

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т. е.

значительно

меньше,

чем

при

одиночном

самоза-

пуске.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П ри м ер

р а с ч е т а

т о к а

вкл ю ч ен и я .

Н а

п о д стан ц и и

(сх ем а

на

рис. 3-1)

и м ею тся четы р е

д в и г а т е л я ти п а

 

М С -322-8-6

по

1 350

к В т ,

6 кВ ,

171

A ,

x"d=0,24, к р ат н о с ть

 

п у ск о во го

т о к а

4,16;

д в а

т р а н с ф о р ­

м а т о р а

6/0,4

кВ

по 1 000

кВ А ,

ик= 5,5%

с р аб о ч ей н а гр у зк о й

70%

при

c o s< p = 0 ,6 ;

д в а

п и таю щ и х

т р а н с ф о р м а т о р а

35/6,3 кВ

по

4 000

к В - А ,

ц „ = 7 ° /0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

к ач ес тве б ази сн ы х

величин

п р и н и м аю тся

н о м и н ал ьн ы е м о щ ­

ность

и

н а п р я ж е н и е д в и га те л я :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S 6 =

Vr3 - 6 .1 7 1 = 1 780 кВ .A ;

U6 =

6 кВ .

 

 

 

44


 

Д о п у сти м ы й

т о к

вкл ю ч ен и я

д в и г а т е л я

по

ф о р м у л е

(3-3)

с о ­

стави т:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/" д о п =

1 ,7 /0 ,2 4 = 7 ,0 8 , и л и

1 210

А.

 

 

 

 

С лучай

1. В ы к л ю ч ател и

В5В7

отклю ч ен ы , с р а б а т ы в а е т

А П В

на

в ы к л ю ч ат е л е

В1,

п р о и сх о д и т

оди н очн ы й

с ам о за п у с к

д в и г а т е ­

л я

Д1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С о п р о ти вл ен и е

т р а н с ф о р м а т о р а

7 7 ,

п р и вед ен н о е

к

м ощ н ости

д в и г а т е л я

[Л . 29]:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

70/0-1 7 8 0 - 6 ,3 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 00 -4 000 -6*

~

0 -0 3 4 4 -

 

 

 

 

Т ок

вклю чения д в и г а т е л я

по

(3 -6)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,,,__1 ,0 2 4 -

£ д . пр ___ 1 ,0 2

-f-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ~ 0 ,0 3 4 + 0 ,2 4

 

0 ,2 7 4

 

 

 

 

 

В ели ч и н а £ д .Пр

д л я

в ы б е га

р а згр у ж е н н о г о

а г р е г а т а о п р е д е л ен а

в п р и м ер е

р а сч ет а §

2-2

(т аб л . 2-1,

рис. 2 -9 ).

 

 

 

 

 

 

С л у ч ай 2. В ы к л ю ч ател и В6 и

В7 не

б ы л и

отклю ч ен ы .

П р и

с р а ­

б а ты в а н и и

АПВ н а

В1 п р о и сх о д и т

о ди н очн ы й с а м о за п у с к

д в и г а т е л я

Д1 п р и

н али чи и

н а гр у зк и т р а н с ф о р м а т о р о в 73 и 74.

ТЗ и Т4, с о ­

 

С о п р о ти вл ен и е

н а гр у зк и ,

в к лю чен н ой

п а р а л л е л ь н о

гласн о

ф о р м у л е

(3-8)

со став и т :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х и

=

 

1 7 8 0

- г = =

1,11.

 

 

 

 

 

 

 

------------

г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н

 

2-1 000 V 1 0 ,6

*

 

 

 

 

 

 

Т ок

в к л ю ч ен и я

д в и га те л я о п р е д е л и тс я

согласно вы р аж ен и ю

(3 -7)

 

,

 

1.02-1.11+ Д д . дР(1.11 +

0.034)

_

1 . 1 3 + 1 ,144В,.аР

 

д — 0,034-0,24 +

0,24-1,11 +0,034-1,11

 

 

0,312

 

 

С лучай 3. Р а б о т а е т

А П В

н а

в ы к л ю ч ат е л е

В2, п р о и сх о д и т

г р у п ­

п о во й с а м о за п у с к д в у х д в и г а т е л е й Д2 и ДЗ. Д в и г а т е л ь Д4 н а х о д и т ­

ся

в резер ве .

 

.

Т о к в к л ю ч ен и я о д н о го д в и г а т е л я по (3-9)

 

in _ 1.02 + £д.пр

_ 1,02 + Тхд.пр

 

1 д— 2 - 0 ,0 3 4 + 0 ,2 4

0 ,3 0 8

Таблица 3-1

Ток включения синхронного двигателя типа МС-322-8-6 при самозапуске с разгруженным водяным насосом

 

 

Ток включения, отн. ед.

Время перерыва

при одиночном самозапуске

при групповом

электроснабже­

 

 

ния, с

после свободного

с наличием по­

самозапуске двух

 

выбега

сторонней нагрузки

двигателей

0 ,2

7 ,5 6

7 ,5 4

6 ,7 2 .

0 ,5

7 ,4 8

7 ,4 6

6 ,6 6

1 .0

7 ,3

7 ,2 7

6 ,4 9

2 .0

6 ,5

6 ,4 3

5 ,7 9

3 ,0

5 ,7 7

5 ,6 7

5 ,1 3

45


OTH.tB.

 

 

 

Р е зу л ь т а т ы р а сч ет а т о ­

 

 

 

к а вклю чен и я

п ри вед ен ы

в

 

 

 

т аб л .

3-1

и на

рис. 3-2.

З н а ­

 

 

 

чения

п ри вед ен н о й э.

д .

с.

 

 

 

д в и г а т е л я — в т а б л . 2-1 и на

 

 

 

рис. 2-9.

 

 

 

 

 

 

 

 

Как видно из ре­

 

 

 

зультатов

 

(рис. 3-2),

 

 

 

включение при свобод­

 

 

 

ном выбеге (случай 1 )

 

 

 

допустимо

лишь через

 

 

 

1,3 с после отключения

Р и с . 3-2. З а в и си м о ст ь то к а в к л ю ­

(либо

необходимо

га­

шение поля). При

на­

чени я при

с ам о за п у с к е си н хрон н о ­

личии

посторонней

на­

го д в и г а т е л я М С -322-8-6 с

р а з г р у ­

ж ен н ы м в о д я н ы м н асо со м

от в р е ­

грузки (случай 2 )

са­

м ени п ер ер ы в а эл е к тр о с н а б ж ен и я .

мозапуск

двигателя

с

/ — включение после свободного выбе­

глухоподключенны м

га; 2 — одиночный самозапуск

при на­

личии на тех же шинах подстанции

возбудителем без гаше­

посторонней

нагрузки; 3 — групповой

ния поля возможен че­

самозапуск

двух двигателей.

 

 

 

 

рез

1,25

с

после

от­

ключения. При групповом самозапуске двух двигателей (случай 3) ток включения находится в пределах допу­ стимого даже при практически мгновенном восстанов­ лении напряжения.

Г л а в а ч е т в е р т а я

РАЗГОН ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ САМОЗАПУСКЕ

4-1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ НА ЗА Ж И М А Х ДВИГАТЕЛЕЙ И Ш ИНАХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ПРИ СА М О ЗА П У СК Е ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

После частичного выбега агрегатов, связанного с пе­ рерывом электропитания, на двигатели вновь подается электропитание, при этом на зажимах статора происхо­ дит восстановление напряжения.

Вращающий асинхронный момент, развиваемый дви­ гателем в процессе самозапуска, пропорционален квад­ рату напряжения статора двигателя. Напряжение на зажимах двигателя, как правило, определяет возмож­ ность успешного самозапуска загруженного двигателя,

46