ОПТИМАЛЬНІ РЕЖИМИ ВУЗЛІВ НАВАНТАЖЕННЯ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАЛЬНИХ СИСТЕМ

самої причини двигуни, що до того працювали, можуть зупинитись, тобто буде порушено стійкість режиму їх роботи.

Під час пуску двигун повинен утворювати обертовий момент, необхідний, поперше, для подолання моменту опору механізму, й, по-друге, для надання певної кінетичної енергії обертовим масам агрегату. Під час пуску двигун споживає від джерела підвищену кількість енергії, що виявляється у збільшенні пускового струму. Кратність пускового струму відносно номінального складає в асинхронних двигунів 1,5–2 за реостатного пуску (для двигунів із фазним ротором) й 5–8 для двигунів із короткозамкненим ротором.

Підвищене нагрівання обвиток двигуна під час пуску накладає певні обмеження на електропривод із частими його пусками. За цих умов використовують двигуни спеціальних конструкцій, а також вживають заходи, що полегшують пуск.

Умови пуску поділяють на легкі, нормальні та важкі.

За легких умов механізм вимагає пускового моменту, що складає 10–40% від номінального.

За нормальних умов механізм вимагає пускового моменту, що складає 50– 75% номінального.

За важких умов механізм вимагає 100% й більше від номінального пускового моменту.

3.7.3 Самозапуск електродвигунів

Самозапуском називають відновлення нормальної роботи електропривода без втручання персоналу після короткочасної перерви електропостачання або глибокого зниження напруги.

Суть технічного забезпечення самозапуску полягає в тому, що після зникнення або глибокого зниження напруги двигун залишається увімкненим, що може бути здійснено застосуванням комутаційного апарату з відповідною системою керування.

71

ОПТИМАЛЬНІ РЕЖИМИ ВУЗЛІВ НАВАНТАЖЕННЯ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАЛЬНИХ СИСТЕМ

Самозапуск вважається забезпеченим, якщо після відновлення електропостачання за робочою або аварійною схемою агрегат розігнався до нормальної швидкості і продовжує працювати протягом тривалого часу з номінальною продуктивністю робочого (виконавчого) механізму і номінальним навантаженням двигуна.

Застосування самозапуску електродвигунів дозволяє найповніше використати засоби автоматизації систем електропостачання. Якщо пошкодження, що призвело до перерви живлення або до глибокого зниження напруги швидко ліквідовано дією пристроїв захисту й автоматики, то за забезпеченого самозапуску це не є аварією або недоліком у роботі системи електропостачання, оскільки збитків практично не виникає. Якщо ж самозапуск не є забезпеченим і, незважаючи на нормальну роботу пристроїв захисту та автоматики агрегати зупиняються, збитки можуть бути вельми значними, особливо внаслідок виникнення порушення складних технологічних процесів.

Самозапуск асинхронних та синхронних електродвигунів набуває дедалі ширшого розповсюдження – особливо для відповідальних агрегатів промислових підприємств.

Обґрунтоване застосування самозапуску у поєднанні зі засобами автоматики завжди призводить до підвищення надійності електропостачання та зменшення простоювання механізмів. У деяких випадках відбувається навіть зниження експлуатаційних витрат за рахунок деякого скорочення чисельності персоналу, зниження втрат електроенергії та зменшення капітальних витрат. Наприклад, застосування самозапуску помпових агрегатів, що живлять водою доменні та сталеплавильні печі, дозволяє відмовитись від резервного приводу (паротурбінного, газотурбінного тощо) та об'ємних резервних напірних баків.

Забезпечення самозапуску вимагає комплексного розв'язання питань, що пов'язані з роботою електродвигуна та його системи керування, електромережі, а також робочого (виконавчого) механізму. У деяких випадках самозапуск може бути заборонений за умов техніки безпеки або відповідно до вимог технологічного процесу. Наприклад, під час самозапуску головного приводу

72

ОПТИМАЛЬНІ РЕЖИМИ ВУЗЛІВ НАВАНТАЖЕННЯ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАЛЬНИХ СИСТЕМ

чистової лінії прокатного стану, папероробної машини, у ткацькому виробництві, тощо відбувається розрив або деформація стрічки, смуги або нитки, оскільки пристрої автоматичного регулювання швидкості електропривода не в змозі забезпечити узгодження швидкості з перехідними процесами.

Основні процеси, що відбуваються під час самозапуску

Самозапуск електродвигунів має такі основні відміннності від пуску:

1.У момент відновлення напруги всі двигуни або їх значна частина, як правило, ще обертаються, що зумовлює наявність залишкової швидкості та підвищеного обертового моменту в початковий момент відновлення напруги.

2.Після зникнення напруги в мережі живлення один або група електродвигунів, що залишилися на самозапуску, утворюють на спільних шинах залишкову ЕРС і в момент відновлення напруги мережі живлення періодичну складову пускового струму I'':

протифазі, пусковий струм електродвигуна може перевищувати номінальне значення більше, ніж удвічі.

3.Самозапуск відбувається, як правило, за завантажених механізмів, що може призводити до збільшення тривалості розгону та підвищення нагрівання двигуна.

4.Якщо у самозапуску бере участь група електродвигунів, то це може

призвести до більшого зниження напруги, ніж у режимі пуску окремого електродвигуна.

Увесь процес самозапуску можна умовно розділити на два етапи.

73

ОПТИМАЛЬНІ РЕЖИМИ ВУЗЛІВ НАВАНТАЖЕННЯ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАЛЬНИХ СИСТЕМ

•Перший етап – вибіг агрегатів (поодинокий або груповий). Характер процесу вибігу визначається видом механічної характеристики агрегату.

•Другий етап – розгін та відновлення робочого режиму агрегату. Самозапуск можна вважати забезпеченим, якщо за зниженої напруги

залишковий обертовий момент двигуна є достатнім для відновлення номінальної швидкості агрегату, і якщо температура нагрівання обвиток не перевищить допустимого значення. З цих міркувань тривалість перерви електропостачання має бути якомога меншою.

У залежності від конкретних умов розрізняють два основні способи самозапуску:

1)за повністю завантаженого механізму;

2)із тимчасовим розвантаженням механізму.

Слід зауважити, що тимчасове розвантаження механізму на час перерви живлення і наступного розгону є досить складною технічною проблемою й може застосовуватись не завжди. Застосування тимчасового розвантаження може обмежуватись наявністю певних технологічних вимог. Відносно просто це можна зробити на більшості відцентрових механізмів (помпи, вентилятори) шляхом застосування автоматичних засувок та зворотних клапанів. А такі механізми як прокатні стани, дробарки, вугільні млини, транспортери взагалі неможливо розвантажити за короткий час. Тому самозапуск переважної більшості електродвигунів відбувається за завантажених механізмів.

Вибіг електродвигунів

Під час розрахунків самозапуску необхідно, у першу чергу, визначити залишкове ковзання (залишкову швидкість) ротора електродвигуна у момент відновлення напруги. Значення залишкового ковзання у будь-який момент часу після порушення електропостачання залежить, у першу чергу, від моменту інерції Tj і завантаження агрегату, а також від виду механічної характеристики виконавчого механізму.

74