8.3. Оценка провалов напряжения на шинах системы электроснабжения при пуске синхронных двигателей

Для расчета просадок напряжения в первый момент при пуске СД используется схема замещения (рис.8.3), в которую вводятся индуктивные сопротивления элементов системы электроснабжения, приведенные к напряжению на шинах распределительного устройства:

индуктивное сопротивление системы:

(8.11)

индуктивное сопротивление трансформатора:

(8.12)

индуктивное сопротивление включаемого двигателя:

(8.13)

индуктивное сопротивление реактора (при его наличии):

(8.14)

индуктивное сопротивление кабельной линии:

(8.15)

активное сопротивление кабельной пинии:

(8.16)

а

б

Рис.8.3. Расчетная схема замещения системы:

а – по продольной оси ротора d; б – по поперечной оси ротора q

Индуктивное сопротивление двигателей, работающих от шин подстанции:

(8.17)

Примечания:

1. Активное сопротивление кабельных линий учитывается, если это сопротивление больше трети сопротивления ветви двигателя ( ).

2. Пусковой ток двигателя в начальный момент определяется от загруженного силового трансформатора, так же как и от не загруженного трансформатора, т. е. без учета нагрузок на стороне 0,4 кВ и сопротивлений цеховых трансформаторов, от которых эти нагрузки питаются, если трансформатор оборудован системой АРПН.

Пусковой ток СД

, (8.18)

где − напряжение на шинах до подключения СД1.

Остаточное напряжение на шинах вычисляется по выражению

. (.19)

Отсюда просадка напряжения в первый момент пуска

. (8.20)

8.4. Оценка влияния параллельно работающей нагрузки

Синхронные электродвигатели, подключенные к шинам подстанции и работающие в нормальном режиме, при пуске соседнего двигателя, участвуют в подпитке запускаемого двигателя. Они переходят в генераторный режим и, следовательно, подпитывают место короткого замыкания. Для всех нормально работающих электроприемников процесс пуска соседнего СД представляет собой режим трехфазного короткого замыкания за пусковым сопротивлением подключенного к шинам СД. Они вводятся в схему замещения соответствующим сверхпереходным сопротивлением и сверхпереходным ЭДС, определяемым по формуле

(7.21)

Эти ЭДС в первый момент пуска сохраняют свои предшествующие значения.

В зависимости от значения просадки напряжения у нормально работающих электродвигателей может произойти форсировка напряжения, тогда ток подпитки будет изменяться по закону

(8.22)

где − внешнее сопротивление, которое определяется из анализа схемы замещения конкретной сети.

Однако переходный процесс с учетом форсировки возбуждения или действия АРВ может быть реально исследован только на математической модели.

В случае, когда от этих шин в нормальном режиме питаются только статические нагрузки или асинхронные электродвигатели на напряжение 10 и 0,4 кВ, их влияние на пуск СД можно оценить, используя теорему об активном двухполюснике. Предполагая, что силовой трансформатор с АРПН обеспечивает на шинах номинальное напряжение U_ш, которое является напряжением, обусловленным всеми источниками системы электроснабжения, а для ветви подключаемого СД – напряжением холостого хода.

Тогда пусковой ток двигателя будет

, (8.23)

где − входное сопротивление относительно ветви пускаемого двигателя, учитывающее все нагрузки.

Анализ показывает, что влияние указанных электроприемников на пусковой ток СД относительно невелико. Однако в случае питания от шин подстанции других синхронных электродвигателей соизмеримой мощности с запускаемым СД их влияние необходимо учитывать в обязательном порядке, поскольку оно является существенным.

Для определения остаточного напряжения на шинах при пуске СД этот учет рекомендуется осуществлять путем определения результирующей сверхпереходной ЭДС группы СД и результирующего сопротивления . ЭДС двигателей определяется из предшествующего режима по выражению (7.21), а сопротивления берутся из паспортных данных конкретных машин.

Результирующая ветвь нормально работавших электродвигателей при определении пускового тока и просадки напряжения складывается параллельно с ветвью системы. Затем принимается результирующая ЭДС всех двигателей равной напряжению U_ш. С учетом влияния этих двигателей находят пусковой ток

(8.24)

Тогда остаточное напряжение на шинах при пуске СД определится как

. (8.25)

Просадка напряжения при пуске в этом случае составит, %

. ( 8.26)

Следует подчеркнуть, что в каждом случае различных вариантов расчета важно брать действительное напряжение на шинах подстанций на момент пуска СД.