7 Проверка сети по условию пуска наиболее мощного и удаленного электродвигателя
При питании от участковой электрической сети асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, мощность которых соизмерима с мощностью питающего трансформатора, сечения кабелей, выбранные по условиям режима номинальной работы, должны быть проверены по условию пуска наиболее мощного и удаленного двигателя.
При непосредственном включении в сеть электродвигателя бросок пускового тока достигает в зависимости от типа двигателя 5-7 - кратной величины. Потеря напряжения в трансформаторе и кабельной сети достигает в этом случае такой величины, при которой пусковой момент асинхронного электродвигателя, пропорциональный квадрату напряжения, может оказаться недостаточным для преодоления момента сопротивления на его валу. В этих условиях двигатель “опрокидывается” и при заторможенном роторе под действием значительного пускового тока быстро перегревается и выходит из строя. Поэтому участковая сеть, выбранная по условию нормального режима, должна быть проверена на возможность пуска наиболее мощного двигателя, исходя из допустимых колебаний напряжения на его зажимах.
Кроме того, при значительных колебаниях напряжения, связанных с большим броском тока запускаемого двигателя, возможна остановка других присоединенных к сети работающих электродвигателей, если их максимальный (опрокидывающий) момент при данных колебаниях напряжения окажется меньше момента сопротивления на их валу.
Наконец, необходима также проверка магнитных пускателей двигателей на допустимые колебания напряжения на зажимах втягивающих катушек контакторов.
Все указанные обстоятельства вызывают необходимость при расчете шахтной участковой сети учитывать максимально допустимые колебания напряжения при пуске мощного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.
7.1 Проверка электрической сети участка по условию пуска двигателей комбайна или конвейера с двигателями на одной приводной головке.
Расчетная схема питания токоприемника с сосредоточенной нагрузкой представлена на рисунке 7.1:
ПУПП
Кабель фидерный
Кабель гибкий
Нагрузка
РП
SТН,
PКЗ,
UКЗ
IП
UРП
UПФ
UН
SКФ,
LКФ
RКГ,
XКГ
SКГ,
LКГ
RТ,
XТ
RКФ,
XКФ
IРАБ
UТ
UКФ
UКГ
Рисунок 7.1. - Расчетная схема проверки
пуска электродвигателей сосредоточенной
нагрузки
Определение активных и реактивных сопротивлений элементов электрической сети.
Активное и реактивное сопротивления трансформатора подстанции RT и XT определенны в разделе 5 при выборе трансформаторной подстанции.
Активное и реактивное сопротивление гибких кабелей:
RКГi = R0i LКГi10 -3, Ом; XКГi = X0i LКГi10 -3, Ом, (7.1)
где R0i и X0i – активное и реактивное погонное сопротивления гибкого кабеля, определяемое сечением силовых жил и конструкцией кабеля, Ом/км.
При отсутствии справочных значений погонных сопротивлений с достаточной точностью можно принять
R0i = 1000/(SКГi) Ом/км; X0i = 0,066 Ом/км, (7.2)
где = 50 – удельная проводимость медной токоведущей жилы, м/Ом*мм2;
SКГi – сечение токоведущей жилы гибкого кабеля, мм2;
LКГi – длина гибкого кабеля, м.
Аналогично определяется активное и реактивное сопротивление фидерного кабеля RКФ и XКФ по известным значениям сечения токоведущих жил SКФ и длине кабеля LКФ.
Потери напряжения в трансформаторе подстанции UТ в нормальном режиме работы определенны в разделе 7 при определении сечения токоведущих жил фидерного кабеля.
Потери напряжения в фидерном кабеле при нормальном режиме работы
,
(7.3)
где IКФ – ток фидерного кабеля (раздел 7) в нормальном режиме работы токоприемников, А;
cosСВ – средневзвешенный коэффициент мощности группы токоприемников, питающихся от подстанции (раздел 5).
Напряжение на РП участка в нормальном режиме работы
,
(7.4)
где UХХ – напряжение холостого хода трансформатора подстанции, В;
UТ – потеря напряжения в трансформаторе подстанции в нормальном режиме работы токоприемников, В.
Фактическое напряжение на зажимах запускаемых электродвигателей
,
В (7.5)
где IП – номинальный пусковой ток электродвигателей, подключенных к кабелю, проверяемому по условию пуска, А;
cosП – коэффициент мощности запускаемых электродвигателей в режиме пуска. С достаточной степенью точности cos П = 0,5, тогда sin П = 0,86.
Если UПФ 0,8UНÛ сеть удовлетворяет условию пуска.
Если UПФ 0,8UНC необходимо уменьшить потери напряжения в фидерном и гибком кабелях, иଐ при необходимости, - в трансформаторе питающей подстанции. Это может быть достигнуто за счет:
- увеличения сечения в допустимых пределах (до 240мм2) токоведущей жилы фидерного кабеля;
- увеличения сечения в допустимых пределах (до 95мм2) токоведущей жилы гибкого кабеля, подлежащего проверке по пуску;
- уменьшения длины фидерного кабеля;
- замены трансформатора в подстанции на более мощный.
Окончательно к установке принимаются элементы электрической сети, параметры которых откорректированы с учетом проверки электрической сети участка по условию пуска наиболее мощного токоприемника.