Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Голоднов Ю.М. Самозапуск электродвигателей

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

23.10.2023

Размер:

5.93 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 155 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 > Следующая >>>

Здесь не только э. д. с. Еп, но и величина суммар ного сопротивления х? во втором члене равенства явля ются функциями угловой скорости. Для того чтобы в знаменателе обоих членов можно было использовать без пересчетов индуктивные сопротивления сети х с и двигателя х"а, которые при частоте, отличной от 50 Гц, и соответствующей ей угловой скорости составляют

- (В

- X -----,

со„

необходимо в числителе использовать приведенное зна чение э. д. с.

^д.пр• . £д“ о

(3-4)

т. е. пересчитанное на синхронную скорость.

Обозначив угол между векторами 0 С и £ д через б, получим

У ^	+ 4 .пр-	2Ус£д.прсоз8
/ " = -	Х 0 +	(3-5)
	Х 0 +	x " d
Если учесть, что	со0=1,	из сравнения (3-4) и (2-19)

видно, что величина Еддр может быть найдена по харак теристике холостого хода непосредственно после опре деления тока ротора.

Если величина тока включения, найденная по (3-5), удовлетворяет условию (3-3), то самозапуск синхронно го двигателя с глухоподключенным возбудителем явля ется допустимым.

Очевидно, ток включения может оказаться в преде лах допустимого в двух случаях:

1) когда величина э. д. с. двигателя снизится на

столько,	что при включении даже в худшем случае (6 =
= 180°)	ток не превысит 1,7 пускового;

2 ) если э. д. с. двигателя велика, но угол б сравни тельно мал.

В первом случае возможно включение в любой мо мент периода. Во втором — только при благоприятном положении векторов. Однако улавливание такого поло жения представляет значительные трудности. Примене ние устройства улавливания синхронизма значительно усложняет установку и не может быть признано прием лемым. Отстройка по времени возможна только в том случае, если нагрузка и, следовательно, механическая постоянная времени агрегата всегда остаются постоян-

ными. На практике, однако, каждый механизм работает с различной нагрузкой—от холостого хода до полной, может изменяться момент трения (в зависимости от вре мени года, качества смазки и т. д.), возможна ошибка

вопределении момента инерции и времени ускорения.

Врезультате благоприятное взаимное расположение век торов £ д и U будет происходить в различные моменты

времени, и обеспечить включение с током, не превы шающим допустимого, с помощью реле времени не представляется возможным (см. приложение 2 ).

Это означает, что для обеспечения допустимого то ка включения при самозапуске синхронного двигателя с глухоподключенным возбудителем необходимо сниже

ние э. д.	с. двигателя до такой величины,	когда	даже
в самом	неблагоприятном случае (6=180°)	ток	вклю

чения не превысит допустимого. Следовательно, нет на добности при расчете тока включения учитывать угол 6 .

Расчет производится для наихудшего случая по фор

муле
/,,==	Jv q Г •*' d	(З-6)
Как отмечено в § 3-1,	расчет тока	включения при

самозапуске требуется только для синхронного двига теля с глухоподключенным возбудителем. Расчет вы полняется по (3-6), где •Ед.пр определяется по характе ристике холостого хода двигателя при токе if, опреде ляемом по формуле (2-11). Электродвижущая сила си

стемы	при проектировании	принимается	равной 1,05,
а в условиях эксплуатации		определяется	эксперимен
тально.	Сопротивление x"d	определяется	по каталогу,

а хс представляет собой суммарное индуктивное сопро тивление сети, приведенное к номинальным параметрам двигателя (иначе надо привести к базисным парамет рам x"d и полученную кратность тока включения пере считать с базисного на номинальный ток двигателя).

При наличии в сети нескольких источников питания, а также крупных электродвигателей они объединяются по тем же правилам, что и при расчете токов к. з. [Л. 29]. Например, если на подстанции, схема которой изображена на рис. 3-1, были отключены выключатели В5—В7 и после отключения трансформатора Т1 сра батывает АВР на секционном выключателе, в качестве

источников питания	вместе с- энергосистемой (шины
35 кВ) могут быть	учтены двигатели Д2—Д4.

3-3. ТОК ВКЛЮЧЕНИЯ ПРИ НАЛИЧИИ ПОСТОРОННЕЙ НАГРУЗКИ И В СЛУЧАЕ ГРУППОВОГО С А М О ЗА П У СК А

Одиночный самозапуск отдельно взятого двигателя на практике происходит редко. Обычно к отключившим ся шинам подключено либо несколько двигателей (сек ция 2 на рис. 3-1), либо двигатель и другая нагрузка (осветительная, печи и т. д. — секция 1 на рис. 3-1). Тогда при включении в элементах сети возникает повы шенный ток, в результате чего напряжение на двигателе

35кВ 35кВ

Р и с. 3-1. С х ем а	п од стан ц и и с р азл и ч н о й н агр у зк о й
на сек ц и я х ш ин,	о п р ед ел яю щ ей р азл и ч н ы е у сло ви я
с ам о за п у с к а .

меньше, чем при одиночном самозапуске, и ток включе ния также меньше.

В общем случае определение тока может быть про изведено по методу наложения. Если в схеме на рис. 3-1 срабатывает АПВ на выключателе В1, то в момент включения имеются два напряжения: напряжение сети и э. д. с. двигателя Д1.

Если пренебречь влиянием активных сопротивлений, токи от напряжения сети составят:

в трансформаторе Т1	J h ____
I П1C	J h ____
	x " d + х н

в двигателе	Д1
	Г 1Д'	d “ Г	* в
		d “ Г	* в
в ветви	прочей нагрузки (ТЗ		и Т4 параллельно)

I"1	х”а
	11.Г—• JI" ,lCx " d+ х н '

Токи от э. д. с. двигателя: в двигателе

J I I	____	________ ^ д . п р ________ .
	2Д _	'
		* " + Хс+ Х„

в трансформаторе 77

i n	г //	»
	2С	2д >+. ’

в ветви прочей нагрузки

2д хс -}- хн

В худшем случае, когда векторы напряжения сети и э. д. с. двигателя находятся в противофазе, указанные составляющие тока в трансформаторе 77 и двигателе Д1 будут складываться, а в прочей нагрузке — вычи таться. Для тока двигателя после преобразований по лучаем:

/'	^сХн	Дт.IIр (Хн -f~ хс)	(3-7)
	хсх"а + x"dx„ -f xcx„

В формуле (3-7) и предшествующих ей сопротивле ние нагрузки, работающей с номинальной мощностью 5Н и известным cos сри, составит в относительных еди ницах:

(3-8)

SH sin

При базисном напряжении, равном номинальному напряжению электроприемников, за базисную мощность может быть принята мощность двигателя Д1 либо трансформатора 77.

Если на секции имеется несколько электродвигате лей (секция 2 на рис. 3-1), то ток каждого из них мо жет быть также определен методом наложения. В об щем случае определяются токи сети и каждого двига

теля от напряжения сети и от э. д. с. каждого двигателя. Для определения суммарного тока включения для ка кого-либо двигателя надо сложить составляющие этого тока, полученные для рассматриваемой ветви от напря жения сети и от э. д. с. данного двигателя, из этого результата вычесть сумму составляющих, полученных для рассматриваемой ветви от э. д. с. всех остальных двигателей. Однако, как отмечалось в § 2-3, определение э. д. с. каждого двигателя при групповом выбеге весьма сложно.

Если все двигатели выбегают с одинаковой э. д. с., то для определения тока включения в формуле (3-6) вместо сопротивления одного двигателя учитывается эквивалентное сопротивление всех двигателей:

___I__ >__ \|_	’
х"в * " * “ *".» П

находится суммарный ток I" по (3-6), а затем ток каж-. дого двигателя

/"	*	dl	(3-9)

ит. д.

Вчастном случае, если имеется п одинаковых дви

гателей, эквивалентное сопротивление составит х"0= =x"dlti, суммарный ток включения

J/7/ — U c -)- £ д . п р ,

а .ток

включения

одного

двигателя

тп _I" __

~f £д.пр

(3-9а)

nxa +

x " d ’

т. е.

значительно

меньше,

чем

при

одиночном

самоза-

пуске.

П ри м ер

р а с ч е т а

т о к а

вкл ю ч ен и я .

Н а

п о д стан ц и и

(сх ем а

на

рис. 3-1)

и м ею тся четы р е

д в и г а т е л я ти п а

М С -322-8-6

по

1 350

к В т ,

6 кВ ,

171

A ,

x"d=0,24, к р ат н о с ть

п у ск о во го

т о к а

4,16;

д в а

т р а н с ф о р

м а т о р а

6/0,4

кВ

по 1 000

кВ А ,

ик= 5,5%

с р аб о ч ей н а гр у зк о й

70%

при

c o s< p = 0 ,6 ;

д в а

п и таю щ и х

т р а н с ф о р м а т о р а

35/6,3 кВ

по

4 000

к В - А ,

ц „ = 7 ° /0 .

к ач ес тве б ази сн ы х

величин

п р и н и м аю тся

н о м и н ал ьн ы е м о щ

ность

н а п р я ж е н и е д в и га те л я :

S 6 =

Vr3 - 6 .1 7 1 = 1 780 кВ .A ;

U6 =

6 кВ .

Д о п у сти м ы й

т о к

вкл ю ч ен и я

д в и г а т е л я

по

ф о р м у л е

(3-3)

с о

стави т:

/" д о п =

1 ,7 /0 ,2 4 = 7 ,0 8 , и л и

1 210

А.

С лучай

1. В ы к л ю ч ател и

В5— В7

отклю ч ен ы , с р а б а т ы в а е т

А П В

на

в ы к л ю ч ат е л е

В1,

п р о и сх о д и т

оди н очн ы й

с ам о за п у с к

д в и г а т е

л я

Д1.

С о п р о ти вл ен и е

т р а н с ф о р м а т о р а

7 7 ,

п р и вед ен н о е

м ощ н ости

д в и г а т е л я

[Л . 29]:

70/0-1 7 8 0 - 6 ,3 2

1 00 -4 000 -6*

0 -0 3 4 4 -

Т ок

вклю чения д в и г а т е л я

по

(3 -6)

,,,__1 ,0 2 4 -

£ д . пр ___ 1 ,0 2

-f-

1 ~ 0 ,0 3 4 + 0 ,2 4

0 ,2 7 4

В ели ч и н а £ д .Пр

д л я

в ы б е га

р а згр у ж е н н о г о

а г р е г а т а о п р е д е л ен а

в п р и м ер е

р а сч ет а §

2-2

(т аб л . 2-1,

рис. 2 -9 ).

С л у ч ай 2. В ы к л ю ч ател и В6 и

В7 не

б ы л и

отклю ч ен ы .

П р и

с р а

б а ты в а н и и

АПВ н а

В1 п р о и сх о д и т

о ди н очн ы й с а м о за п у с к

д в и г а т е л я

Д1 п р и

н али чи и

н а гр у зк и т р а н с ф о р м а т о р о в 73 и 74.

ТЗ и Т4, с о

С о п р о ти вл ен и е

н а гр у зк и ,

в к лю чен н ой

п а р а л л е л ь н о

гласн о

ф о р м у л е

(3-8)

со став и т :

Х и

1 7 8 0

- г = =

1,11.

------------

2-1 000 V 1 — 0 ,6

Т ок

в к л ю ч ен и я

д в и га те л я о п р е д е л и тс я

согласно вы р аж ен и ю

(3 -7)

1.02-1.11+ Д д . дР(1.11 +

0.034)

1 . 1 3 + 1 ,144В,.аР

д — 0,034-0,24 +

0,24-1,11 +0,034-1,11

0,312

С лучай 3. Р а б о т а е т

А П В

н а

в ы к л ю ч ат е л е

В2, п р о и сх о д и т

г р у п

п о во й с а м о за п у с к д в у х д в и г а т е л е й Д2 и ДЗ. Д в и г а т е л ь Д4 н а х о д и т

ся	в резер ве .
.	Т о к в к л ю ч ен и я о д н о го д в и г а т е л я по (3-9)
	in _ 1.02 + £д.пр	_ 1,02 + Тхд.пр
	1 д— 2 - 0 ,0 3 4 + 0 ,2 4	0 ,3 0 8

Таблица 3-1

Ток включения синхронного двигателя типа МС-322-8-6 при самозапуске с разгруженным водяным насосом

		Ток включения, отн. ед.
Время перерыва	при одиночном самозапуске		при групповом
электроснабже			при групповом
ния, с	после свободного	с наличием по	самозапуске двух
	выбега	сторонней нагрузки	двигателей
0 ,2	7 ,5 6	7 ,5 4	6 ,7 2 .
0 ,5	7 ,4 8	7 ,4 6	6 ,6 6
1 .0	7 ,3	7 ,2 7	6 ,4 9
2 .0	6 ,5	6 ,4 3	5 ,7 9
3 ,0	5 ,7 7	5 ,6 7	5 ,1 3

OTH.tB.

			Р е зу л ь т а т ы р а сч ет а т о
			к а вклю чен и я				п ри вед ен ы		в
			т аб л .	3-1	и на		рис. 3-2.	З н а
			чения	п ри вед ен н о й э.				д .	с.
			д в и г а т е л я — в т а б л . 2-1 и на
			рис. 2-9.
			Как видно из ре
			зультатов				(рис. 3-2),
			включение при свобод
			ном выбеге (случай 1 )
			допустимо			лишь через
			1,3 с после отключения
Р и с . 3-2. З а в и си м о ст ь то к а в к л ю			(либо		необходимо			га
			шение поля). При					на
чени я при	с ам о за п у с к е си н хрон н о
			личии		посторонней			на
го д в и г а т е л я М С -322-8-6 с		р а з г р у
ж ен н ы м в о д я н ы м н асо со м		от в р е	грузки (случай 2 )					са
м ени п ер ер ы в а эл е к тр о с н а б ж ен и я .			мозапуск			двигателя			с
/ — включение после свободного выбе			глухоподключенны м
га; 2 — одиночный самозапуск		при на
личии на тех же шинах подстанции			возбудителем без гаше
посторонней	нагрузки; 3 — групповой		ния поля возможен че
самозапуск	двух двигателей.
			рез	1,25		с	после	от

ключения. При групповом самозапуске двух двигателей (случай 3) ток включения находится в пределах допу стимого даже при практически мгновенном восстанов лении напряжения.

Г л а в а ч е т в е р т а я

РАЗГОН ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ САМОЗАПУСКЕ

4-1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ НА ЗА Ж И М А Х ДВИГАТЕЛЕЙ И Ш ИНАХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ПРИ СА М О ЗА П У СК Е ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

После частичного выбега агрегатов, связанного с пе рерывом электропитания, на двигатели вновь подается электропитание, при этом на зажимах статора происхо дит восстановление напряжения.

Вращающий асинхронный момент, развиваемый дви гателем в процессе самозапуска, пропорционален квад рату напряжения статора двигателя. Напряжение на зажимах двигателя, как правило, определяет возмож ность успешного самозапуска загруженного двигателя,

время его разгбНа До номинальной скорости вращёний (или близкой к ней) и нагрев элементов конструкции двигателя.

Напряжение двигателя в процессе самозапуска за висит от соотношения мощностей и параметров питаю щей электросети и двигателей.

А. Определение напряжения при самозапуске без учета влияния соседних нормально работающих двигателей

Напряжение при самозапуске одиночного двигателя можно определить, исходя из типовой расчетной схемы замещения на рис. 4-1.

При составлении схемы замещения принималось во внимание, что учет активных сопротивлений элементов схемы замещения значительно усложняет расчет на пряжения во время самозапуска двигателей. Как пока зывают практические испытания и расчеты, активное сопротивление двигателей и внешней сети на расчет напряжения статора практически не сказывается [Л. 1].

При наличии остаточной э. д. с. двигателя она долж на быть введена последовательно сопротивлению двига теля Хц.

Для оценки величины индуктивного сопротивления двигателя, введенного в схему замещения, необходимо рассмотреть процессы, возникающие в двигателе во вре мя самозапуска.

В начальный момент восстановления питания двига теля потокосцепление обмоток статора и ротора остает ся неизменным, вследствие чего в контурах ротора воз никают свободные токи. Токи в обмотках ротора созда ют магнитный поток, препятствующий проникновению в тело ротора основного поля, которое в свою очередь вызвано напряжением, приложенным к обмотке статора. Следовательно, сопротивление двигателя свободным то кам в основном определяется индуктивностями рассеи вания его обмоток. Асинхронный двигатель для упро щения расчета замещается своим пусковым индуктивным сопротивлением xnJL численно равным (в относительных единицах) обратной величине кратности пускового тока Ч

1 Б о л е е т о ч н о е о п р ед ел ен и е хд у к а з а н о в § 6-1.


		Р и с. 4-1. Р а с ч е т н а я сх ем а д л я о п р е д е л е
		ния	н а п р я ж е н и я			п р и с а м о за п у с к е			э л е к
		тр о д в и га т ел я .
		I — линия электропередачи (с учетом						внутрен
		него	сопротивления			источника	питания — си
		стемы); 2 — понижающий трансформатор; 5 —
		токоограничивающий				реактор; 4 — электродви
		гатель; л с =А‘л +л;т +А'р.
		Синхронный				двигатель			вво
		дится в схему замещения						сверх
		переходным			индуктивным сопро
		тивлением по продольной оси х"а.
		Вектор периодической слагаю
		щей	падения			напряжения			во
		внешнем		индуктивном			сопротив
		лении хс (суммарное индуктивное
		сопротивление				линии электропе
		редачи, понижающего трансфор
за исключением		матора, реактора, кабеля						и др.,
		индуктивного		сопротивления			двигате
ля)	в начальный момент		равен		произведению			век
тора	начальной	периодической		составляющей			тока		на
индуктивное сопротивление сети хс.								угол
В	неблагоприятный момент			включения, когда

между векторами напряжения сети и э. д. с. двигателя равен 180°, напряжение на зажимах двигателя составит:

и„	U ,- E Д.ПР	(4-1)
и„	ХР	(4-1)
	1 + Г -
где Uс— напряжение	внешней сети, отн. ед.;	£ д .щ>—
приведенная э. д. с.	двигателя в соответствии	с § 2 -2 ,

3-2, отн. ед.; xR— индуктивное сопротивление двигателя, для асинхронного двигателя равное его пусковому зна чению х д .п, для синхронного — сверхпереходному сопро тивлению x"d, отн. ед.

Опытные и расчетные данные показывают, что при мерно через 2 —3 периода после включения питания сво бодные сверхпереходные токи в цепях ротора двигателя затухают. В контурах ротора асинхронного и невозбуж денного синхронного двигателей остаются вынужденные периодические токи, изменяющиеся с частотой скольже ния. Чем выше частота токов ротора, тем меньше ин дуктивное сопротивление двигателя. Так, например, со-

противления двигателей, работающих со скольжениями выше sM (скольжение, соответствующее максимальному значению асинхронного момента), обычно в расчетах принимаются примерно равными пусковым сопротивле ниям. Двигатели, имеющие скольжения, равные sM и ниже, замещаются индуктивными сопротивлениями, зна чения которых выше пусковых.

Для некоторых типов двигателей заводы-изготовите ли приводят зависимость индуктивных сопротивлений от скольжения. Если такой зависимости не приводится, а для решения поставленных задач она необходима, то ее можно получить приближенно, применяя общую тео рию переходных процессов вращающихся машин пере

менного тока {Л. 26].	двигателя		зависимость	можно
Для асинхронного	двигателя		зависимость	можно
представить в виде
*а .д ^ ------------—		-------- — ■		(4-2)
J _ \|_	~	s	10 * м
	Яд.п

где хх.х— индуктивное сопротивление асинхронного дви гателя на холостом ходу.

Для синхронного двигателя:

д	Ха.	(4-3)

1sh

Ха

где Xd — продольное	синхронное индуктивное сопротив
ление; хп— пусковое	индуктивное	сопротивление син
хронного двигателя.
При этом показатель степени k приблизительно ра
вен:
	X 'd ( x d — хд)
	Хц ( X i — x ' d)
	lnx"a!
где x'd — переходное	индуктивное	сопротивление; x"d —

сверхпереходная постоянная времени по продольной оси

при	замкнутых накоротко обмотках статора и рото
ра,	рад.

При скольжении, равном единице, индуктивные со противления двигателей равны пусковым. Величина по казателя степени скольжения определяет крутизну кри-

4 — 422

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 155 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ