39. Самозапуск электродвигателей. Порядок расчета режима самозапуска

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 и 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.