Тема: Перевірка електричної мережі на коливання напруги під час пуску потужного електродвигуна

Мета заняття: Навчитися виконувати перевірку електричної мережі напругою 0,38 кВ на коливання напруги під час пуску потужних електродвигунів.

І ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ

Пусковий струм електродвигунів з короткозамкненим ротором у 4...7,5 разів більший від їх номінального струму. Тому втрата напруги в мережі при пуску електродвигуна в кілька разів більша від втрати напруги при його нормальній роботі, що приводить до різкого зниження напруги на клемах електродвигунів і в мережі [3 с.144-146; 4 с.148-150; 5 с.121-123; 8 с.60-65; 9 с.269-272].

Пуски електродвигунів здійснюють не часто, а тривалість пуску здебільшого не перевищує 10 с. Тому відхилення напруги при пуску електродвигунів допускають значно більші, ніж при нормальній роботі. Проте пусковий момент повинен бути достатнім для розгону електродвигуна до номінальних обертів.

Для електродвигунів з легкими умовами пуску (якщо початковий момент приводного механізму менший за або дорівнює йому) допускається зменшення напруги на затискачах у момент пуску не
нижче 30 % від номінальної. На затискачах інших електродвигунів напруга не повинна знижуватись більш ніж як на 20 % від номінальної.

Коливання напруги в мережі перевіряють при пуску короткозамкнених електродвигунів, приєднаних до джерела електроенергії (трансформатора) через повітряну лінію [3 с.144; 4 с.148; 5 с.121; 8 с.60; 9 с.269].

Для того, щоб коливання напруги в мережі 0,38 кВ під час пуску асинхронного електродвигуна знаходилося у заданих межах, необхідно щоб виконувалася умова:

 

(7.1)

 

де – допустиме коливання (втрата) напруги, %;

– фактичне коливання (втрата) напруги, %.

Наближене значення фактичного коливання (втрати) напруги в процентах при пуску двигуна визначають за виразом:

 

(7.2)

 

де z_м – повний опір електричної мережі, Ом;

z _дв – повний опір короткого замикання асинхронного двигуна, Ом.

 

Причому

, (7.3)

 

де U_н – номінальна напруга мережі, В;

к_i – кратність пускового струму електродвигуна (каталожні дані [11]);

I_{н.дв .} – номінальний струм електродвигуна (каталожні дані [11]), А.

 

При живленні від трансформатора повний опір мережі визначається:

 

, (7.4)

 

де z_л – повний опір лінії від трансформатора до двигуна, Ом;

z_тр – повний опір короткого замикання трансформатора, Ом.

 

Повний опір лінії від трансформатора до електродвигуна:

 

, (7.5)

 

де r_oi, x_oi – питомий активний та індуктивний опір проводів i -тої ділянки лінії [3 с.458, 470; 4 с.498, 510; 5 с.93, 96; 7 с.188; 8 с.315], Ом/км;

l_i – довжина i -ї ділянки лінії, км.

 

Повний опір короткого замикання трансформатора:

 

, (7.6)

 

де U_к % – напруга короткого замикання трансформатора [3с.473; 4с.513; 9 с.158; 11 с.18], %;

U_н – номінальна напруга трансформатора з низької сторони, кВ;

S_{н. тр} – номінальна потужність трансформатора, кВА.

ЛІТЕРАТУРА

3 c.144-146, 458, 470-473; 4 с.148-150, 498, 510, 513; 5 с.93-96,
121-123; 6 с. 106; 7 с.188; 8 с.60-65, 315; 9 с.269-272; 11 с.18, 77.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Чому втрата напруги в мережі при пуску електродвигуна
більша від втрати напруги при його нормальній роботі?

2. Які існують умови пуску електродвигунів і від чого вони залежать?

3. В яких межах допускається зниження напруги на затискачах електродвигунів?

4. Від чого залежить втрата напруги в мережі електродвигуна?

5. Як визначається фактична втрата напруги під час пуску електродвигуна?

6. Які заходи застосовують для зменшення коливання напруги під час пуску електродвигунів?

Задача 7.1

Асинхронний двигун із короткозамкненим ротором АИР132М4 потужністю 11 кВт і напругою 0,38 кВ встановлений в приміщенні майстерні (рисунок 7.1). Майстерня отримує живлення від трансформатора потужністю 25 кВА повітряною лінією довжиною 0,35 км, яку виконано проводом АС-25. Допустиме коливання напруги в мережі Перевірити мережу на можливість пуску асинхронного електродвигуна.

 

Рисунок 7.1 – Розрахункова схема мережі

РОЗВ’ЯЗАННЯ:

1. Задаємося умовою:

 

 

2. Повний опір короткого замикання асинхронного двигуна:

 

; Ом.

 

3. Повний опір лінії 0,38 кВ від трансформатора до двигуна:

 

; Ом.

 

4. Повний опір короткого замикання трансформатора:

 

; Ом.

5. Повний опір мережі:

 

; Ом.

 

6. Фактичне коливання (втрата) напруги в процентах при пуску асинхронного електродвигуна:

 

 

 

7. Перевірка.

 

.

 

.

 

Задана умова не виконується. Для зниження фактичного коливання напруги під час пуску двигуна необхідно збільшити переріз проводу повітряної лінії. Приймаємо провід марки АС-35.

Тоді:

 

Ом.

 

Ом.

 

 

 

Умова виконується.

Задача 7.2 (самостійно)

Асинхронний двигун із короткозамкненим ротором серії АИР потужністю Р_{н дв}, кВт і напругою 0,38 кВ встановлений у виробничому приміщенні (рисунок 7.2). Електродвигун отримує живлення від трансформатора потужністю S_{н т}, кВА повітряною лінією довжиною l, км, що виконана проводом А перерізом F, мм². Відстань між проводами D_ср, мм. Перевірити мережу на можливість пуску асинхронного двигуна. Дані по варіантам для розрахунку мережі наведені в таблиці 7.1.

 

Рисунок 7.2 – Розрахункова схема мережі

 

Таблиця 7.1 – Вихідні дані для розрахунку мережі

Варіант	, кВА	Тип двигуна	, кВт	, м	, мм2	, мм	, %
		АИР132М4
		АИР160S2
		АИР180S4
		АИР160S6
		АИР200M6
		АИР160M4	18,5
		АИР180M6	18,5
		АИР180M4
		АИР132M2
		АИР160M6
		АИР160M2	18,5
		АИР200M6
		АИР200L6
		АИР200M8	18,5
		АИР200M4
		АИР200L6
		АИР112M2	7,5
		АИР180M8
		АИР180S2
		АИР132M6	7,5
		АИР255М4	55,0
		АИР180М6	18,5

ЗАНЯТТЯ 8.