2.4 Допустимые режимы работы электродвигателей
Возможные режимы работы электроприводов отличаются огромным многообразием по характеру и длительности циклов, значениям нагрузок, условиям охлаждения, соотношения потерь в период пуска и установившегося движения и т.п., поэтому изготовление электродвигателей для каждого из возможных режимов работы электропривода не имеет практического смысла.
На основании анализа реальных режимов выделен специальный класс режимов -номинальные режимы, для которых проектируются и изготавливаются серийные двигатели.
Данные, содержащиеся в паспорте электрической машины, относятся к определенному номинальному режиму и называются номинальными данными электрической машины. Заводы-изготовители гарантируют при работе электродвигателя в номинальном режиме при номинальной нагрузке полное использование его в тепловом отношении.
Продолжительный режим работы - работа машины при неизменной нагрузке достаточно длительное время для достижения неизменной температуры всех ее частей.
Рисунок 2.4 - Продолжительный режим работы электродвигателя
Кратковременный режим работы — работа машины при неизменной нагрузке в течение времени, недостаточного для достижения всеми частями машины установившейся температуры, после чего следует остановка машины на время, достаточное для охлаждения машины до температуры, не более чем на 2°С превышающей температуру окружающей среды.
Для кратковременного режима работы нормируется продолжительность рабочего периода 15, 30, 60, 90 мин.
Рисунок 2.5 - Кратковременный режим работы электродвигателя
Повторно-кратковременный режим работы - последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых включает время работы при неизменной нагрузке, за которое машина не нагревается до установившейся температуры, и время стоянки, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды.
В этом режиме цикл работы таков, что пусковой ток не оказывает заметного влияния на превышение температуры. Продолжительность цикла недостаточна для достижения теплового равновесия и не превышает 10 мин. Режим характеризуется величиной продолжительности включения в процентах:
ПВ = (tр / (tр + tп)) х 100%
Рисунок 2.6 - Повторно-кратковременный режим работы электродвигателя
2.5 Расчет и выбор релейной защиты электродвигателей
Настоящий стандарт устанавливает общую методику расчета токов короткого замыкания, необходимых для выбора и проверки электрооборудования по условиям короткого замыкания; для выбора установок и оценки возможного действия релейной защиты и автоматики; для выбора заземляющих устройств.
Расчет токов короткого замыкания производится методом относительных базисных единиц, по расчетной схеме электроснабжения объекта в нормальном режиме. На основе ее составления схема замещения, на которой все элементы представлены в виде сопротивлений.
Определяем сопротивление линии 1:
x*1 = x0·L·Sб/U²ср = 9,6 · 1000 / 52900 = 0,192 (2.2)
Определяем сопротивление трехобмоточного автотрансформатора:
x*В=0,5(UкВ·Н%+UкВ-С%-UкС-Н%)/100·Sб/Sном (2.3)
x*в=0,5(45+11-28)/100·1000 / 125 = 1,12
x*н = 0,5(UкВ•Н% + UкС-Н% - UкВ-С%) / 100 • Sб / Sном (2.4)
x*н = 0,5(45+28-11)/100 · 8 = 2,48
Определяем сопротивление линии 2:
x*2 = x0 • L • Sб / U²ср = 0,16 • 1000 / 39,7 = 0,4
r*2 = r0 • L • Sб / U²ср = 0,21 · 0,2 · 1000 / 39,7 = 1,05 (2.5)
Определяем сопротивление линии 3:
x*3 = x0 • L • Sб / U²ср = 0,08 · 0,16 • 1000 / 39,7 = 0,3
r*3 = r0 • L • Sб / U²ср = 0,54 • 0,16 • 1000 / 39,7 = 2,01
Определяем результирующее сопротивление :
Zрез = √(x*1 + x*2 + x*3+ x*ВН + x*НН )² + (r*2 + r*3)² (2.6)
Zрез = √(0,19 + 1,12 + 2,48 + 0,4 + 0,3)² + (1,05 + 2,01)² = √29,53 = 5,43
Определяем ток короткого замыкания:
IП,О= Ucp/√3 · Zрез = 6,3 / 9,4 = 0,67 (2.7)
Определяем 3-фазные и 2 – фазные токи КЗ:
IКЗ(3) = UК /√3 · Zк (2.8)
IКЗ(3) = 6,3 / 1,73 · 5,43 = 0,67
IКЗ(2) = √3 / 2 · IКЗ(3) (2.8)
IКЗ(2) = 0,87 · 0,67 = 0,58
Iн = 6,5 А
Определяем пусковой ток двигателя :
IПуск = Кп · Iн (2.9)
IПуск= 6,5 · 6,5 = 42,25 А
Где:
Кп – поправочный коэффициент.
Определяем ток срабатывания токовой отсечки:
Iср.з= Кн · Iп (2.10)
Iср.з=1,3 · 42,25 = 54,9 А
Где:
Кн – коэффициент надежности.
Определяем ток срабатывания реле отсечки:
Iср.р = Ксх / Ктт · Iср.з (2.11)
Iср.р =1,73/2 · 54,9 = 47,4 А
Где:
Ксх – коэффициент схемы;
Ктт – коэффициент трансформатора тока.
Определяем коэффициент чувствительности токовой отсечки :
Кч = I(2)к.з / Iср.р · Ктт (2.12)
Кч = 0,58 / 47,4 · 2 = 0,006.