2. Характерные режимы двигателей

1. Пуск двигателей

в)

а)

Рис. 8.2. Схемы подключения двигателей к сети: а - прямая; б - реакторная; в - автотрансформаторная

Включение двигателя осуществляется коммутатором 1. В случае авто­трансформаторной схемы предварительно должен быть включён коммута­тор 0. Так как в реакторной и автотрансформаторной схеме двигатель по­сле включения окажется под пониженным напряжением, то его пусковой ток станет меньше. После достижения ротором двигателя определённой скорости включается коммутатор 2 (в автотрансформаторной схеме нужно ещё отключить коммутатор 0), и двигатель оказывается под полным рабо­чим напряжением. Автотрансформаторная схема применяется редко, так как дороже и менее надёжна.

2. Останов двигателей

Процесс останова двигателей называют выбегом. Различают индиви­дуальный выбег и групповой. Групповой выбег происходит при исчезно­вении напряжения на секции шин, к которой остаются подключёнными не­сколько двигателей. Кинетическая энергия вращающихся масс роторов

При подключении двигателя с неподвижным ротором к шинам с пи­тающим напряжением эквивалентное сопротивление двигателя будет мало и ток статора окажется большим, в несколько раз превышающим номи­нальный (пусковой ток). По мере разгона двигателя его сопротивление возрастает, и ток статора снижается. Если номинальная мощность дви­гателя велика (1 МВт и более), то его пусковой ток может вызвать сни­жение напряжения на шинах, к которым он подключён (из-за падения напряжения во внешней сети). Снижение напряжения может быть столь значительным, что двигатель не сможет достичь оборотов, близких к но­минальным за допустимое время (8 с), и будет отключён защитой. Сниже­

ние напряжения на шинах питания из-за пуска двигателя может оказаться нежелательным по условиям работы других потребителей, питающихся от этих же шин. Для снижения пусковых токов крупные двигатели подклю­чаются к шинам питания по реакторной или автотрансформаторной схеме (рис. 8.2).

двигателей и рабочих механизмов преобразуется в электрическую, кото­рая, перераспределяясь между двигателями, для одних увеличивает, а для других уменьшает время выбега. Так что зависимости со (7) при индивиду­альном выбеге и при групповом для одного и того же двигателя будут раз­личными.

3. Самоотключение и самозапуск двигателей

Большинство двигателей подключается к питающим шинам магнит­ными пускателями обычного исполнения. При снижении напряжения до некоторого уровня якорь магнитного пускателя отпадает и двигатель обес­точивается. Это называют самоотключением двигателя. При перерыве пи­тания, если не предпринято никаких мер, из-за самоотключения может быть потеряна вся двигательная нагрузка узла. Если нагрузка узла боль­шая, то возникнет большой избыток активной мощности в системе. Из-за неодинакового ускорения синхронная работа генераторов может быть нарушена. Нарушение устойчивости это, конечно, крайний случай. Скорее всего, произойдёт разгрузка турбин или отключение части генераторов. Но в любом случае неконтролируемое самоотключение двигателей - это серь­ёзная системная авария.

Если все двигатели в течение перерыва питания останутся включён­ными, то после восстановления питающего напряжения начнётся одновре­менный прямой пуск всех двигателей. Этот процесс называется самозапус- ком двигателей. Пусковые токи могут вызвать значительное снижение напряжения узла так, что двигатели не смогут запуститься. Значительное снижение напряжения может произойти также в соседних узлах и вызвать останов двигателей там. При определённых условиях процесс может очень быстро развиваться, захватывая всё новые узлы. Это явление получило название лавины напряжения.

Очевидно, что компромиссным решением будет выделить определён­ную группу двигателей для самозапуска, а остальные двигатели при пере­рыве питания отключать. Выделенная для самозапуска группа двигателей не должна вызывать значительного снижения напряжения при их самоза- пуске ни в собственном узле, ни в соседних узлах сети. Тем самым исклю­чается возможность лавины напряжения. С другой стороны, для энергоси­стемы потерянной нагрузочной мощности будет меньше. Легче будет вос­становить баланс активной мощности в системе.

После исчезновения питающего напряжения двигатели в группе само­запуска остаются включёнными всего лишь некоторое время. Если за это время напряжение не восстановится, двигатели будут отключены. Это необходимо как по технике безопасности, так и по различным технологи­ческим причинам.