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 U² 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.