Мощных электродвигателей

Прямое включение мощных электродвигателей в сеть (пуск электродвигателей), а также их само­запуск после перерыва питания вызывают снижение напряжения на шинах источника питания, что отри­цательно влияет на работу остальных потребителей электроэнергии. При значительном снижении напряжения пуск и самозапуск двигателей могут быть затруднены или не­возможны.

Снижение напряжения в сети при пуске мощного электро­двигателя вызывается его пусковым током, величина которого в 5 ¸ 8 раз больше номинального тока. Боль­шая величина тока при пуске электродвигателей может при­вести к ложному срабатыванию релейной защиты. Поэтому при проектировании электроустановок с мощными электро­двигателями необходимо знать величины снижения напряже­ния, а ток срабатывания защит отстраивать от пускового тока.

Резкое и значительное снижение напряжения на шинах электроустановки влияет на нормальную и устойчивую ра­боту остальных потребителей электроэнергии. Так, например, у работающих асинхронных электродвигателей при снижении напряжения уменьшается вращающий момент (рис. 1.19).

 

Рис. 1.19. Механические характеристики электро­двигателей при номинальном напряжении (m _э1) и при значительном снижении напряжения (m _э2)

 

На рис. 1.19 приняты следующие обозначе­ния:

m _э – электромагнитный момент;

m _н – начальный момент;

m _c – момент сопротивления механизма;

m _п – пусковой момент;

n _н, n _к – номинальная и критическая частоты вращения.

Вращающий момент m _э асинхронного электродвигателя пропорционален квадрату на­пряжения U ² на зажимах двигателя. При глубо­ком снижении напряжения максимальный вращающий мо­мент электродвигателя может оказаться меньше момента со­противления рабочего механизма и электродвига­тель остановится (зависимость m _э2 на рис. 1.19).

Рассмотрим пуск электродвигателя от системы С через трансформатор Т (рис. 1.20).

 

 

а) б) в)

Рис. 1.20. Принципиальная схема электроустановки (а), схемы замещения

прямого пуска (б) и реакторного пуска (в)

 

Важно отметить, что при пу­ске двигателя от момента его тро­гания до момента достижения критической частоты вращения n _к значение сопротивления двигателя остается практически постоянным и имеет индуктивный характер.

Расчет тока и напряжения при пуске двигателя может производиться по схеме замещения, показанной на рис. 1.20, б.

Индуктивные сопротивления элементов электроустановки в относительных базисных единицах определяются по следующим формулам:

сопротивление системы:

где S _б – базисная мощность, МВ×А;

S_С – мощность системы, MB×А.

сопротивление трансформатора:

где S _T – номинальная мощность трансформатора, МВ×А;

U _K – напряжение КЗ трансформатора, %.

сопротивление электродвигателя:

где S _Э, U _Э – номинальные значения мощности и напряжения двигателя;

К _п – кратность пускового тока.