Самозапуск (книга) - Определение мощности неотключаемых электродвигателей по условиям самозапуска

На практике часто требуется не определение напряжения при заданных сопротивлении сети и суммарной мощности самозапускающихся двигателей, а решение обратной задачи.
Исходя из характеристик момента сопротивления механизма и вращающего момента двигателя определяется напряжение, при котором в начале разгона момент двигателя будет превышать момент сопротивления на 10% (точка sнач.макс на рис. 5-7,а).
(6-5) где — вращающий момент двигателя при скольжениии номинальном напряжении;— требуемый момент при том же скольжении и напряжении Uд. Определяется эквивалентное сопротивление двигателей, при котором будет обеспечено это напряжение. По величине эквивалентного сопротивления находится суммарная мощность двигателей с обеспеченным самозапуском.
В пределах найденной мощности выбираются двигатели наиболее ответственных механизмов. Остальные двигатели и другие потребители должны быть автоматически отключены. Отключившиеся двигатели могут участвовать либо в самозапуске второй ступени, и тогда на их выключателях оборудуются устройства АПВ, либо включаться персоналом.

Рис. 6-4. Некоторые варианты использования самозапуска электродвигателей.
а — АПВ в энергосистеме; б — АВР трансформатора; в — АВР на секционном выключателе; 1 — двигатель (или двигатели), участвующий в самозапуске; 2 — нагрузка // секции при самозапуске двигателей / секции.

Для разных вариантов использования самозапуска мощность двигателей, которые могут не отключаться, может быть определена на основании изложенного в §4-1 (см. также {JI. 1]).
Если в самозапуске участвуют все двигатели, т. е, отсутствует секция шин, на которой электроснабжение не нарушалось (рис. 6-4, а, б), то максимальная неотключаемая мощность двигателей (кВт) равна:
(6-6) где — средние номинальные к. п. д. и коэффициент мощности двигателей; Sб — базисная мощность, кВ-А (обычно мощность питающего трансформатора); хс — сопротивление сети до шин, к которым подключены двигатели; Uс — напряжение источника питания (1,02— 1,05); Uд — требуемое напряжение двигателя при самозапуске; k — кратность тока согласно (6-3) или в соответствии с рис. 6-1. Базисное напряжение здесь равно номинальному напряжению нагрузки.
* Формулы (6-6) и (6-7) справедливы для асинхронных и невозбужденных синхронных двигателей, участвующих в самозапуске.

Если отключившаяся секция I (рис. 6-4,б) с помощью АВР на секционном выключателе подключается к секции II, уже несущей нагрузку, то неотключаемая мощность на секции I составит (кВт):
(6-7)
где Qп — реактивная мощность, потребляемая нагрузкой, квар.
Из (6-7) следует, что если на неотключающейся секции II имеются синхронные двигатели, целесообразно использовать их форсировку возбуждения. Величина Qп при опережающем коэффициенте мощности отрицательна, и при увеличении ее абсолютного значения Рд.м увеличивается. Наличие на неотключавшейся секции конденсаторной батареи также облегчает условия самозапуска. Однако выработка реактивной мощности неблагоприятно влияет на ток включения.
Явнополюсные синхронные двигатели при наличии разрядного сопротивления в цепи ротора с достаточной для практических расчетов точностью могут учитываться аналогично (6-3). Однако в каталогах для них не приводится величина максимального асинхронного момента, а указывается момент при скольжении 0,05 («входной» (mвх) и пусковой (mn). Тогда из формулы Клосса

Напряжение, необходимое в начале разгона определяется следующим образом.

1. Определяются скорость и скольжение s, которые будут иметь механизмы к моменту восстановления электроснабжения.
2. Определяются моменты сопротивления механизмов тс при скольжениях s.
3. Находится требуемый асинхронный момент двигателя при том же скольжении:
4. Из формул асинхронного момента для скольжений, найденных в п. 1, определяется напряжение (в относительных единицах):

для асинхронных двигателей — по приближенной формуле Клосса (4-14);

для синхронных двигателей с глухоподключенным возбудителем — по (4-19);
для синхронных двигателей с разрядным сопротивлением кратностью kn — по (4-19), если подставить вместо величину
Приближенный результат для синхронных двигателей с разрядным сопротивлением можно получить по (4-14) с учетом (6-8).