INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE 15 16 November 219, GABROVO САМОПУСКАНЕ НА ГРУПА ДВИГАТЕЛИ ПРИ КРАТКОВРЕМЕННО ПОНИЖАВАНЕ И ОТПАДАНЕ НА НАПРЕЖЕНИЕТО Кирил Джустров Минно-геоложки университет Св. Ив. Рилски SELF-STARTING ENGINE WITH AT SHORT DECREASE AND LACK VOLTAGE Kiril Dzhustrov University of Mining and Geology is St. Ivan Rilski Abstract The self-start of a group of powerful engines has been investigated. It has been proven that the duration of the reduced voltage or lack of voltage is essential for the magnitude of the self-starting current of the motor group. Keywords: self-starting engine ВЪВЕДЕНИЕ Самопускане е автоматичното възстановяване на нормалната работа на електрическия двигател след кратковременно прекъсване на електроснабдяването или внезапно намаляване на захранващото напрежение, при което електродвигателят започва да спира, но при бързо възстановяване на напрежението той ще продължи да работи или може да спре в зависимост от момента на възстановяване на електрозахранването. В зависимост от момента на самопускане, пусковите токовете не надвишават нормалните пускови токове [1]. Най-често при трайни и нетрайни къси съединения на високата или ниската страна и при наличие на АПВ (автоматично повторно включване), АВР (автоматично включване на резерв) могат да се създадат условия за самопускане на двигателя. В редица случаи, ако не е възможно самопускане на мощни електрически двигатели, технологичният процес спира за дълго време, а чрез използване на самопускането се повишава сигурността. Самопускането не е опасен процес и се характеризира със следните два етапа: - Процес на спиране от прекъсване или намаляване на напрежението; - Развъртане на двигателят. Особеностите на самопускането, в сравнение с пускането на двигателя е, че пускането и развъртането става от някакво хлъзгане (s), товар на работната машина, както и факта, че пускането и развъртането става за група мощни двигатели, а не само за един; Условия за осъществяване на самопускането е остатъчното напрежение на клемите на двигателя да създава въртящ момент, поголям от съпротивителния. Напрежението при спиране на двигателя [2] K нат 2 E ост =. ω, (1) вн при Pн. мех. K нат =, Р н. дв. където Р н.дв. е номиналната мощност на двигателя; Р н.мех. е номиналната мощност на задвижващия механизъм; K нат е коефициент на натоварване; Международна научна конференция УНИТЕХ 19 Габрово 71
в н изразява кратността на максималния двигателен момент M max вн =, M н а относителната ъглова скорост ω = ω ω Най-общо прекъсване или понижение на напрежението може да възникне при: - външни къси съединения или повреди в захранващите предприятието електро-проводи, при които прекъсва захранването на предприятието; - вътрешни за предприятието къси съединения, при които значително се понижава напрежението на клемите на двигателите. От съществено значение е, самопускането да бъде извършено за най-кратко време, още преди двигателите да са спрели напълно. В този смисъл от изключителна важност е късите съединения във вътрешната електроснабдителна система на предприятието бързо да бъдат изключвани от релейните защити. Друго условие е, да има изграден бърз АВР. САМОПУСКАНЕ ПРИ КРАТКОВРЕМЕННО ПОНИЖЕНИЕ НА НАПРЕЖЕНИЕТО. Изследвано е предприятие от миннодобивната промишленост, захран-вано от два тринамотъчни трансформатора 11/2/6кV, всеки с мощност по 5MVA. Изводите на 2кV са с дължина няколко километра, при което често възникват к.с. по въздушните електропроводи, най често следствие на атмосферни пренапрежения. Така например само за един ден са възникнали седем попадения на мълнии върху един от електропроводите едно трифазно и 6 двуфазни к.с. Токът на к.с., респективно и понижението на напрежението, зависи от мястото на повредата. На фиг. 1 е даден запис на трифазно к.с., при което токът на к.с. достига стойност около 55А, а напрежението на шини 2кV спада до около 11,5 кv. 6 4 il1 1(4/A) il2 2(4/A) il3 3(4/A) ul12 15(4/V) ul23 16(4/V) ul31 17(4/V) 1 23:18:22.651287 23:18:22.711335 23:18:22.771383 23:18:22.831431 23:18:22.891479 23:18:22.951527 23:18:23.11575 23:18:23.71623 23:18:23.131671 23:18:23.191719 23:18:23.251767 23:18:23.311725 23:18:23.371485 23:18:23.431245 23:18:23.4915 23:18:23.5587 23:18:23.61966 23:18:23.67162 23:18:23.731158 Фиг.1. Трифазно к.с. във въздушен електропровод 2kV. При подобно късо съединение в електропровод 2кV, е регистрирано и понижението на напрежението 6кV, на шините на мощен синхронен двигател (2,5MW). Напрежението спада до около 4кV и след изключване на к.с. се възстановява до 6,2кV. Остатъчното напрежение е E ост Е доп =,65U н, при което вероятността от неуспешно самопускане е голяма. 72 Международна научна конференция УНИТЕХ 19 Габрово
U, kv 7 6 5 4 U1 AB(4/kV) U2 BC(4/kV) U3 CA(4/kV) 3 2 1 18:2:6.167711 18:2:6.267711 18:2:6.367711 18:2:6.467711 18:2:6.567711 18:2:6.667711 18:2:6.767711 18:2:6.867711 18:2:6.967711 18:2:7.67711 18:2:7.167711 18:2:7.267711 18:2:7.367711 18:2:7.467711 18:2:7.567711 18:2:7.667711 18:2:7.767711 18:2:7.867711 18:2:7.967711 Фиг. 2. Напрежение и ток на шини 6нV при к.с. в електропровод 2кV На фиг. 5 е даден един от записите на двуфазно к.с. във електропровода. Апериодичната компонента на токът достига стойност от 43А, а установената му стойност е около 39 А. Напрежението на най-засегната фаза достига до около 14,3кV. 45 4 35 25 15 il1 1(4/A) il2 2(4/A) il3 3(4/A) ul12 15(4/V) ul23 16(4/V) ul31 17(4/V) 1 5 16:46:22.88851 16:46:22.94851 16:46:23.851 16:46:23.685 16:46:23.1285 16:46:23.1885 16:46:23.24851 16:46:23.385 16:46:23.36851 16:46:23.42851 16:46:23.48851 16:46:23.54851 16:46:23.6851 16:46:23.66851 16:46:23.72851 16:46:23.78851 16:46:23.84851 16:46:23.9851 16:46:23.96851 Фиг. 3. Двуфазно к.с. във електропровода Във всички 7 регистрирани повреди по електропровода, времето за изключване на късите съединения е около 13 ms, респективно това е времето за понижаване на Международна научна конференция УНИТЕХ 19 Габрово 73
напрежението както на шини 2кV, така и на шини 6кV. И при седемте повреди, благодарение на бързото им изключване, групата синхронни двигатели успешно са се самопуснали. САМОПУСКАНЕ ПРИ ПРЕКЪСВАНЕ НА НАПРЕЖЕНИЕТО Извършени са пет експеримента за действие на АВР. Три експеримента са направени при работа само на три двигателя с обща мощност около 2MW, задвижващи помпи. На фиг. 4 е показано изменението на напрежението на шини 6кV и 2кV. Общата продължителност на превключването е около 1ms. По време на безтоковата пауза, напрежението на шини 6кV намаля с 3,2%, до стойност 4228V. На шини 2кV напрежението спадна с 32,4%, до стойност 14338V. 1 U L1 2kV(4/V) U L1 6kV(4/V) 15:21:1.855753 15:21:1.95753 15:21:1.955753 15:21:2.5753 15:21:2.55753 15:21:2.15753 15:21:2.155753 15:21:2.25753 15:21:2.255753 15:21:2.35753 15:21:2.355753 15:21:2.45753 15:21:2.455753 15:21:2.55753 15:21:2.555753 15:21:2.65753 15:21:2.655753 15:21:2.75753 Фиг. 4. Действие на АВР при неработещи мощни двигатели. Два от експериментите са при работещи 1 мелници, две захранващи ленти и 3 помпи с обща мощност около 28MW. Превключването е направено и в двете посоки на захранващите предприятието електропроводи. При превключванията всички работещи двигатели останаха в работа без изключвания. На фиг. 5 е показано изменението на тока и напрежението на цех МФЦ и напрежението 2кV за ВХС. По време на безтоковата пауза на шините се поддържа напрежение, обусловено от е.д.с. на мощните двигатели. Апериодичната съставна на тока на самопускане е 3 пъти по-голям спрямо работния и затихва след около 2 ms до 1,8 пъти над работния. Общата продължителност на превключването е около 88ms. По време на безтоковата пауза, двигателите са преминали към генераторен режим и напрежението на шини 6кV намаля само с 6,7%, до стойност 5615V. На шини 2кV напрежението спадна също с 6,7%, до стойност 19685V. 74 Международна научна конференция УНИТЕХ 19 Габрово
35 25 Включване на АВР 15 I L1 6kV MFC(4/A) I L2 6kV MFC(4/A) I L3 6kV MFC(4/A) U L1 2kV(4/V) U L1 6kV(4/V) 1 5 :58:1.394836 :58:1.444836 :58:1.494836 :58:1.544836 :58:1.594836 :58:1.644836 :58:1.694836 :58:1.744836 :58:1.794836 :58:1.844836 :58:1.894836 :58:1.944836 :58:1.994836 :58:2.44836 :58:2.94836 :58:2.144836 :58:2.194836 :58:2.244836 :58:2.294836 :58:2.344836 :58:2.394836 :58:2.444836 :58:2.494836 :58:2.544836 :58:2.594836 :58:2.644836 :58:2.694836 :58:2.744836 :58:2.794836 :58:2.844836 :58:2.894836 :58:2.944836 :58:2.994836 :58:3.44836 :58:3.94836 Фиг. 5. Действие на АВР при работещи мощни двигатели. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Изводът от експериментите е, че при работещи мощни двигатели и преминаването им към генераторен режим, намаляването на напрежението е малко и спомага за успешното самопускане на всички двигатели. Времетраенето на пониженото напрежение или липсата му са от съществено значение за големината на тока на самопускане на групата двигатели. ЛИТЕРАТУРА [1] K.Ketners, E.Ketnere, S.KĜujevska, M.KoĦuhova Research of the induction motor s selfstarting mode // Rīgas Tehniska universitātes zinātniskie raksti, 27, printing [2] Krumov A., A. Tcholov, P. Rizov, Mathematical moulding of the auxiliary system 6kv in NPP "Kozloduy" // Energien Forum 211, p. 142-145 Международна научна конференция УНИТЕХ 19 Габрово 75