6.5. Запуск асинхронных электродвигателей синхронными генераторами

Как показывает практика, некоторые затруднения вызывает определение возможности запуска синхронным генератором асинхронного электродвигателя. Полное рассмотрение данного вопроса довольно объемно, и выходит за рамки настоящей статьи, поэтому мы остановимся на некоторых ключевых моментах.

При пуске асинхронного электродвигателя возникает так называемый пусковой ток, который превышает номинальный ток электродвигателя ориентировочно в семь раз и сильно отстает по фазе от напряжения (пусковой cos j составляет 0,2…0,6). Точное значение пускового тока и пускового cos j можно определить по данным изготовителя электродвигателя. Такое повышенное значение потребляемого тока вызывает падение напряжения на выходе источника питания. При этом резко снижается пусковой момент асинхронного электродвигателя и способность к разгону подсоединенной к нему нагрузки. При снижении напряжения, подводимого к электродвигателю на 20%, его пусковой вращающий момент снижается на 36%, а при падении напряжения на 30%, пусковой момент падает более чем в два раза.

Естественно, если падение напряжения существенно, то устойчивый разгон нагрузки становится невозможным.

Отечественные стандарты, на наш взгляд, недостаточно подробно описывают способность синхронных генераторов к запуску асинхронных электродвигателей. В ГОСТ Р 52776-2007 такие требования отсутствуют, а ГОСТ Р 53471-2009 предъявляет требования по запуску асинхронных электродвигателей мощностью 50% и 35% от номинальной мощности синхронного генератора, для машин мощностью 200…500 кВт и 500…1000 кВт соответственно. При этом параметры электродвигателей, их нагрузки и отклонение напряжения должно задаваться техническими условиями на синхронные генераторы, а фактически, изготовителями синхронных генераторов предполагается возможность пуска асинхронного электродвигателя указанной мощности без нагрузки, то есть со свободным валом, что естественно не подходит для практического применения.

С точки зрения практического применения, более подходящим является определение способности запуска асинхронного электродвигателя по нормам МЭК 60034-22 и NEMA MG-1. Эти нормы требуют от изготовителя генератора предоставления графика падения напряжения на клеммах синхронного генератора в зависимости от пускового тока и пускового cos j синхронного генератора. Соответственно, потребитель, зная параметры нагрузки и параметры электродвигателя, по данному графику может определить падение напряжения и возможность запуска своего механизма от того или иного генератора.

7. Заключение

Как было отмечено в настоящей статье, рыночные условия и меняющаяся законодательная база Российской Федерации возлагают все большую ответственность за выбор той или иной продукции на потребителя и снимает с производителя ответственность не только за соответствие требованиям национальной нормативной документации, но и за достижение заявленных характеристик. Учитывая, что дизель-генераторные установки применяются для электроснабжения важных объектов, где перебои с электропитанием могут вызвать существенные материальные потери либо угрозу жизни и безопасности людей, синхронные генератор должен обеспечивать надежное электропитание, в том числе и при возникновении нормативных аварийных ситуаций в потребителях электроэнергии.

Для обеспечения достаточного уровня надежности энергоснабжения в российских условиях эксплуатации, синхронные генераторы должны отвечать требованиям действующей на территории Российской Федерации нормативной документации ГОСТ Р 52776-2007 и ГОСТ Р 53471-2009 в части перегрузочной способности и работы в аварийных режимах в потребителях электроэнергии. Учитывая, что в настоящее время синхронные генераторы не подлежат обязательной сертификации, а требования зарубежных стандартов к показателям, определяющим перегрузочную способность синхронных генераторов гораздо менее жесткие, пользователям и производителям дизель-генераторов рекомендуется проверять и подтверждать технической документацией соответствие параметров приобретаемых и применяемых синхронных генераторов критериям надежного функционирования в Российских условиях, изложенным выше.

Мы надеемся, что данная статья положительно повлияет на информированность российских потребителей дизель-генераторных установок и синхронных генераторов и будет способствовать развитию добросовестной и честной конкуренции на территории России.

Литература

1. Федеральном Законе Российской Федерации № 184-ФЗ от 27.12.2002 г. «О техническом регулировании»

2. ГОСТ 183-74 «МАШИНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВРАЩАЮЩИЕСЯ. Общие технические условия»

3. ГОСТ 14965-80 «Генераторы трехфазные синхронные мощностью свыше 100 кВт. Общие технические условия»

4. ГОСТ 2.114-95 «Единая Система Конструкторской Документации. Технические условия»

5. ГОСТ Р 27.001-2009 «Надежность в технике. Система управления надежностью. Основные положения»

6. ГОСТ Р 52776-2007 «МАШИНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВРАЩАЮЩИЕСЯ. Номинальные данные и характеристики»

7. ГОСТ Р 53471-2009 «Генераторы трехфазные синхронные мощностью свыше 100 кВт. Общие технические условия»

8. МЭК 60034-1 «Вращающиеся электрические машины – Часть 1: Номинальные данные и технические характеристики»

9. МЭК 60034-22 «Машины электрические вращающиеся – Часть 22: Генераторы переменного тока для генераторных установок с приводом от поршневых двигателей внутреннего сгорания»

10. NEMA Standards Publication MG 1-2003. Motors and Generators

11. ГОСТ Р ИСО 8528-3-2005 «Электроагрегаты переменного тока с приводом от двигателя внутреннего сгорания. Генераторы переменного тока»

12. РД 153-34.0-20.527-98 «Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования» РАО ЭЭ «ЕЭС РОССИИ»

13. ГОСТ 20439-87 «Электроагрегаты и передвижные электростанции с двигателями внутреннего сгорания. Требования к надежности и методы контроля»

14. РД 50-690-89 «Методические указания. Надежность в технике. Методы оценки показателей надежности по экспериментальным данным»

15. Электрическая часть электростанций. Под ред. С.В. Усова, 1987