3.3 Розрахунок групового вибігу механізмів власних потреб

При підживленні двигунами близького КЗ вибіг відбуватиметься по крутішій характеристиці, унаслідок виникнення додаткового гальмівного моменту. При груповому вибігу частина двигунів, що мають великі постійні часу агрегатів, переходять в генераторний режим і віддають частину своєї кінетичної енергії двигунам, що мають менші постійні часу агрегатів і працюючих при цьому в руховому режимі. Так, наприклад, для в. п. ТЕС при тривалості перерви живлення 1-2,5 с. частота обертання двигунів вентиляторів при груповому вибігу виявляється приблизно на 5% нижче, ніж при індивідуальному, а середня частота обертання двигунів насосів — приблизно на 15% вище, ніж при індивідуальному вибігу.

При вибігу двигунів, якщо пауза викликана відключенням джерела живлення, на шинах зберігається залишкова напруга, що генерується двигунами, що перейшли в генераторний режим. Величина і швидкість загасання цієї напруги визначається багатьма чинниками: попереднім режимом роботи, умовами вибігу, типом двигуна і механізму, електромагнітними параметрами двигуна.

Залишкова напруга на шинах власних потреб електростанцій міняється не тільки по модулю, але і по фазі щодо напруги мережі. Коли напруга двигунів буде зсунута на 180° по відношенню до напруги мережі, їх різниця виявиться максимальною. При повторній подачі напруги у цей момент струм включення двигуна може перевищити пусковий струм більш ніж в 2 рази [6]. Для системи в.п. електростанцій зміна кута між вектором залишкової напруги і вектором напруги мережі до 180° відбувається за 0,3-0,5 с, а величина залишкової напруги за даний час складає 0,5-0.7 номінального. Максимальне значення ударного електромагнітного моменту, що перевищує в 1,5-2 рази момент при короткому замиканні досягається при кутах включення 180°±(45°-75°). З цієї точки зору бажано мати достатньо великий проміжок часу до відновлення напруги, щоб забезпечити достатнє зниження залишкової напруги і набути допустимі значення ударного струму і моменту при повторному включенні. Напруга на шинах власних потреб електростанцій практично повністю затухає за 2 с [6]. З другого боку, в даний час прагнуть максимально зменшити час перерви живлення, щоб зниження частоти обертання двигунів було якомога менше, що полегшує самозапуск, але при цьому виникаємо небезпека несинхронних включень. Тому для асинхронних двигунів з великою потужністю і всіх синхронних двигунів вимагається здійснювати контроль кута включення при малих перервах живлення.

Розрахунок групового вибігу виконується за диференційними рівняннями в системі координат х, у з осями, що синхронно обертаються. Система рівнянь приведена до нормальної форми Коши і записана відносно потокозчеплень обмоток статора і ротора.

Початкове значення потокозчеплення обмоток статора і ротора визначаються з усталеного режиму, при якому прирощення потокозчеплень дорівнюють нулю.

При зникненні живлення відбувається скачок потокозчеплень обмотки статора, виникаючий в момент відключення групи електродвигунів. Цей скачок є однаковим для всіх двигунів і нові значення потокозчеплень визначаються як:

Потім знову розраховуються потокозчеплення ланцюга намагнічування за умови, що потокозчеплення ротора залишаються без змін. Напруга на секції у процесі групового вибігу визначається за такими залежностям:

Таким чином, при розрахунку режиму групового вибігу, на кожному кроці розрахунку визначається напруга на секції по значенням потокозчеплень двигунів і їх диференціалам із попереднього кроку розрахунку, а потім розв`язується для кожного двигуна система диференційних рівнянь за допомогою метода Рунге-Кутта з фіксованим кроком розрахунку. Розрахунок ведеться до заданого часу перерви живлення.

Сумісно з системою вирішується основне рівняння руху ротора, що дозволяє визначити частоти обертання на кожному кроці розрахунку.