Файл: Лебедев, Н. Н. Электротехника и электрооборудование учеб. пособие [для монтаж. и строит. спец. техникумов].pdf

Работу двух или более генераторов на одну и ту же сеть называют параллельной работой. Порядок включения синхронных генераторов на параллельную работу рассматривается в §7.12.

§7.12. Понятие о передвижных электростанциях

иих применение на строительстве

Вместах, где отсутствуют районные электрические сети, к которым можно присоединять потребителей электроэнергии строительных пло­ щадок, электроснабжение последних до устройства в районе строитель­ ства постоянной системы электроснабжения производят от передвиж­ ных электростанций.

Передвижные электростанции в зависимости от их мощности под­ разделяют на три основные группы:

1)малой мощности от 4 до 50 кВт обычно с карбюраторными двига­ телями внутреннего сгорания мощностью до 12 кВт и дизельными от

24 до 75 кВт.;

2) средней мощности с дизельными двигателями мощностью свыше

100 до 500 кВт; 3) крупные электростанции мощностью свыше 500 до 1000 кВт,

также с двигателями внутреннего сгорания.

Кроме того, для временного электроснабжения применяют наибо­ лее крупные передвижные электростанции — паротурбинные энерго­ поезда мощностью от 1000 до 5000 кВт. Из них в качестве примера мож­ но указать дизельные электростанции типа АД-50 и АД-75 мощностью соответственно 50 и 75 кВт, автоматоризированный дизель — электри­ ческий агрегат «Нева» мощностью 500 кВт.

Все электростанции имеют синхронные электрогенераторы, обычно жестко соединенные с двигателем.

Синхронный генератор энергопоезда работает от паровой турбины, жестко соединенной с генератором.

Передвижные электростанции малой мощности смонтированы на раме или на автоприцепе и приспособлены для работы как в помещении, так и вне помещений, независимо от времени года. Станции мощностью до 12 кВт имеют напряжение 220 В, а свыше 12 кВт — 400/230 В при соединении обмоток генератора звездой с выведенной нулевой точкой. Такая схема соединения обмоток позволяет устраивать четырехпровод­ ные электросети с тремя линейными и одним нулевым проводом. К ли­ нейным проводам подключаются потребители электроэнергии, рассчи­ танные на 380 В, например электродвигатели, а между линейным и ну­ левым проводом — однофазные нагрузки, рассчитанные на 220 В. На той же раме, на которой смонтированы генератор и двигатель внутрен­ него сгорания, установлен распределительный щит с измерительными приборами, а также рубильники с предохранителями для 2—3 отходя­ щих линий. Передвижные электростанции малой мощности отличаются малым весом и простотой устройства, что позволяет транспортировать их на автомобилях к месту установки, а также использовать в качестве аварийного резерва.

120

Передвижные электростанции мощностью 200—400 кВт, смонтиро­ ванные на раме, по устройству несколько сложнее электростанций малой мощности. На общей раме, кроме дизель-генераторной установки, монтируются радиаторы водяного и масляного охлаждения, пульт уп­ равления дизелем, насосы и другое оборудование. Распределительный щит устанавливается отдельно. Большой вес и габаритные размеры таких станций снижают их мобильность, поэтому они используются для более длительных сроков эксплуатации на одном месте.

Более крупные передвижные электростанции выпускаются про­ мышленностью в закрытых железнодорожных вагонах или в специаль­ ных фургонах с дизельными или газотурбинными двигателями.

Энергопоезда представляют собой комплектную паротурбинную электростанцию, размещенную в специальных железнодорожных ва­ гонах нормальной колеи. Количество вагонов в зависимости от мощ­ ности станций от Здо 12. Котельная занимает от 1 до 3 вагонов, под тур­ богенератор отводится 1 вагон, под градирню — от 1 до 3 вагонов; остальные вагоны предназначаются под мастерскую и для жилья об­ служивающего персонала. Напряжение электрогенераторов 6300 В.

а иногда средней мощности, вызывает резкое понижение напряжения на зажимах генератора, а следовательно, и в сети, в результате чего электродвигатель не идет в ход, если его мощность превышает V3 мощ­ ности генератора. Это объясняется пусковыми токами электродвигате­ лей, которые в 5—6 раз превышают номинальные токи полной нагруз­ ки. Во избежание подобных случаев целесообразно применять совмест­ ную работу нескольких электростанций на общую сеть, т. е. п а р а л- л е л ь н у ю работу генераторов. В этом случае к сети возможно под­ ключение сравнительно крупных строительных машин, с приводом от электродвигателей с короткозамкнутым ротором.

чающейся в том, что для присоединения генератора к сети, питаемой другими генераторами, необходимо, чтобы э. д. с. подключаемого гене­ ратора и напряжение сети были одинаковы и имели одинаковую часто­ ту; чередование фаз генератора должно соответствовать чередованию фаз сети; для машин небольшой мощности рекомендуется способ само­ синхронизации, проводимый вручную без автоматики.

Самосинхронизация заключается в том, что генератор, включаемый на параллельную работу, раскручивается двигателем до скорости, близкой к синхронной, и без возбуждения включается в сеть, затем ему дается возбуждение и он втягивается в синхронизм. После подачи воз­ буждения производится постепенная загрузка включенного генератора, воздействуя на его двигатель. Распределять нагрузки между параллель­ но работающими генераторами можно только увеличением или умень­ шением вращающего момента на валу их первичных двигателей, а не регулированием напряжения электрических генераторов.

Кроме вышеупомянутого способа синхронизации генераторов, при­ меняется способ синхронизации с помощью фазоиндикаторных ламп

121

и нулевого вольтметра, а для генераторов большой мощности с по­ мощью специальных приборов — синхроноскопов. В последнем слу­ чае применяется также автоматическая синхронизация и самосинхро­

низация.

§ 7.13. Синхронные электродвигатели

По своему устройству синхронный двигатель аналогичен синхрон­ ному генератору, но он имеет дополнительную пусковую обмотку. Принцип действия синхронного двигателя основан на взаимодействии полюсов вращающегося магнитного поля, созданного обмоткой стато­ ра, обтекаемой трехфазным током, с магнитными полюсами ротора, об­ мотки которого питаются постоянным током. Скорость вращения син­ хронного двигателя постоянна независимо от нагрузки и равна ско­ рости вращения магнитного поля; по этой причине двигатель получил название синхронного; вращение ротора у него совпадает (синхронно) с вращением магнитного поля статора. Механическая характеристика двигателя, т. е. скорость его вращения, зависящая от нагрузки, яв­ ляется абсолютно жесткой, при которой число оборотов постоянно.

Пуск двигателя в ход производится после предварительного его раз­ гона по скорости, равной не менее 0,95 номинального числа оборотов, что осуществляется наличием специальной пусковой обмотки типа бе­ личьего колеса, как у асинхронного двигателя. Такой способ пуска на­ зывается а с и н х р о н н ы м . После разгона двигателя включается постоянный ток в обмотку ротора, полюса которого входят в синхро­ низм с полюсами вращающегося магнитного поля. Некоторые типы синхронных двигателей пускают в ход с помощью других двигателей.

При холостом ходе оси полюсов ротора и вращающего поля статора двигателя совпадают. При увеличений нагрузки двигателя происходит сдвиг оси полюсов ротора относительно полюсов поля статора на угол Ф и при некоторой максимальной нагрузке двигатель выпадает из синхронизма и останавливается в результате слабого взаимодействия между полюсами ротора и статора, обусловленного значительным рас­ стоянием между ними. Максимальный (опрокидывающий) момент син­ хронного двигателя в 2,5—3 раза превышает номинальный его момент при нормальном токе возбуждения. Изменение угла между осями полю­ сов ротора и статора приводит к изменению угла сдвига фаз между на­ пряжением и электродвижущей силой синхронного двигателя.

Преимущество синхронных двигателей заключается в возможнос­ ти работать с высоким коэффициентом мощности cos ф.

Регулирование cos ф синхронного двигателя достигается измене­ нием величины постоянного тока возбуждения машины, при определен­ ной величине которого можно получить значение коэффициента мощ­ ности, равное единице.

В отличие от двигателей постоянного тока, у которых при измене­ нии тока возбуждения изменяется скорость вращения, у синхронных двигателей скорость остается постоянной, не зависящей от тока воз­ буждения. Однако при этом в больших пределах может изменяться ток статора синхронного двигателя при постоянной нагрузке на его валу

122

ГЛАВА ВОСЬМАЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Машины постоянного тока по сравнению с машинами переменного используются в народном хозяйстве страны, ограниченно главным об­ разом там, где необходимо регулировать число оборотов в широких пределах. Например, двигатели постоянного тока применяют для подъемных устройств, в электрической тяге, для приведения в действие прокатных станов, гребных винтов судов и в других видах регулируе­ мого электропривода. Генераторы постоянного тока мы встречаем в тех областях техники, где нужен постоянный ток для технологических целей: электролиз, электрическая сварка, когда требуется получить более устойчивую по сравнению с переменным током электрическую ду­ гу, а также для питания двигателей постоянного тока.

Постоянный ток необходим на строительстве. Его применяют для электропривода мощных экскаваторов, зарядки аккумуляторов и в ред­ ких случаях электрической сварки.

§ 8.1. Устройство машин постоянного тока

Основными частями машины постоянного тока (рис. 8.1) являются: неподвижная часть — станина, вращающийся ротор-якорь и два под­ шипниковых щита. Станина — из литой стали; с внутренней ее сторо-

. Рис. 8.1. Разрез четырехполюсной машины постоянного тока:

ны укреплены сердечники полюсов электромагнитов, выполненные из тонких листов стали, изолированных друг от друга лаковой пленкой или тонкими листами бумаги. На сердечники надеты катушки из изоли­

рованной медной проволоки, являющиеся обмоткой возбуждения ма­ шины.

124