38. Самозапуск электродвигателей

Самозапуск электродвигателей несколько тяжелее обычного пуска. Объясняется это тем, что при самозапуске электродвигатели пускаются нагруженными, а электродвигатели с фазным ротором пускаются без пускового реостата в цепи ротора, что уменьшает их пусковой момент и увеличивает пусковой ток, и, наконец, пускается большое количество элек­тродвигателей одновременно, что вызывает падение напряжения в питающей сети от суммарного пускового тока. Все это снижает пусковой момент и утя­желяет процесс пуска.

Самозапуск короткозамкнутых электродвигателей, а тем более электро­двигателей с глубоким пазом и двойной обмоткой ротора проходит сравни­тельно легко. Опыт эксплуатации показывает, что самозапуск электродвигателей с фазным ротором неопасен для этих двигателей и возможен при условии, что пусковой момент при отсутствии пускового сопротивления в роторе больше момента сопротивления механизма.

Для обеспечения самозапуска необходимо выполнение двух условий:

а) Начальное значение восстановившегося напряжения должно быть достаточным для развертывания электродвигателей или, иначе говоря, при начальном значении восстановившегося напряжения (U_д) должно обеспечиваться условие

М_д > М_с

б) Защита электродвигателей не должна их отключать под действием тока самозапуска.

Проведенные исследования показали, что самозапуск электродвигателей собственных нужд электростанций возможен даже в тех случаях, когда d первый момент после восстановления напряжения величина его составляет 0,55 U_ном. При этом продолжительность самозапуска всех электродвигателей составляет 30—35 с, что допустимо по условиям их нагрева.

Расчет самозапуска электродвигателей

Расчет самозапуска необходим для выбора уставок защит источников питания, а также для определения предельной мощности самозапускающихся электродвигателей. Задача рас­чета сводится к определению суммарного тока самозапуска электродвигателей I_п∑ и остаточного напряжения на их зажи­мах U_ост

Расчет самозапуска выполняется для наиболее тяжелого режима при остановленных электродвигателях (s = 1).

Ниже рассмотрен расчет самозапуска остановленных элект­родвигателей при питании их от шин источника «бесконечной мощности» через трансформатор или реактор.

Расчет самозапуска от генератора, мощность которого со­измерима с мощностью самозапускающихся электродвигателей, более сложен.

Целью расчета является определение суммарного тока двига­телей и остаточного напряжения на их зажимах при самозапуске.

Как было указано выше, ток в момент пуска или самозапуска отдельного электродвигателя равен току трехполюсного к.з. за сопротивлением останов­ленного двигателя.

При самозапуске группы электродвигателей (рис.1) их результи­рующее сопротивление z_р.д находится путем параллельного сложения сопро­тивлений электродвигателей, участвующих в самозапуске:

Величины сопротивлений отдельных заторможенных электродвигателей определяются по выражению

,где U_ном — номинальное напряжение двигателя; I_п.пуск — начальное зна­чение периодической составляющей пускового тока двигателя при U_ном.

Значение периодической составляющей пускового тока I_п.пуск опреде­ляется или по паспортным данным, или практически, путем осциллографирования тока при пуске дви­гателя.

Рис. 1. Расчетные схемы для опреде­ления токов и напряжения при самозапус­ке двигателей.

а— схема питания электродвигателей; б — ра­счетная схема замещения, в — расчетная схема замещения после преобразования.

При питании шин двига­теля от трансформатора все со­противления и расчетное на­пряжение приводятся к одной ступени напряжения по фор­мулам

где z — действительное значение сопротивления; z' — приведенное значение сопротивления; п_Т — коэффициент трансформации трансформатора; U₂ — номинальное напряже­ние с учетом действительной отпайки трансформатора со

стороны, к которой осуществляется приведение; U₁ — то же на стороне, с которой осуществляется приведение; U_расч — расчетное напряжение (линей­ное); — приведенное значение расчетного напряжения.

Ток самозапуска электродвигателей, питающихся через транс­форматор или реактор

где I_п∑ — ток самозапуска группы двигателей; x — сопротивление трансфор­матора или реактора; z'_рД — результирующее пусковое сопротивление группы электродвигателей, приведенное к расчетной ступени напряжения.

Для упрощения расчета полное сопротивление заторможенных электро­двигателей и реактивное сопротивление трансформатора или реактора скла­дываются арифметически.

Падение напряжения на сопротивлениях схемы замещения пропорцио­нально величинам соответствующих сопротивлений.

Отсюда может быть определено остаточное напряжение на зажимах двигателей при самозапуске:

где — остаточное напряжение на зажимах двигателя, приведенное к расчетной ступени напряжения.