Коммутационными процессами

Переходные процессы в АД представляют собой сочетание электромагнитных переходных процессов, вызванных коммутационными операциями, и механических переходных процессов, обусловленных быстрыми изменениями частоты вращения ротора. Скорость затухания электромагнитных переходных процессов зависит от параметров обмоток, а механических — от моментов инерции вращающихся масс и величины нагрузки. Можно выделить два случая, когда: 1) постоянные времени затухания электромагнитных и механических переходных процессов примерно одинаковы; 2) электромагнитные переходные процессы затухают значительно быстрее по сравнению с изменением частоты вращения ротора. При исследовании и расчете пусковых характеристик АД в первом случае рассматриваются электромеханические, а во втором — механические переходные процессы.

Итак, анализ электромагнитных переходных' процессов на примере пуска двигателя показывает, что в начале переходного процесса момент двигателя определяется переходными токами, обусловленными в основном коммутационными операциями, а в конце переходного процесса зависимость М (t) определяется соотношением механической инерции ротора (момент инерции ротора) и электромагнитной инерции, связанной с индуктивностями обмоток асинхронной машины.

Общие сведения о перенапряжениях. При работе электрических сетей в них возникают кратковременные импульсы напряжений; которые могут во много раз превышать нормальные рабочие напряжения. Такие импульсы напряжений называются перенапряжениями. Перенапряжения вызываются различными причинами: 1) коммутационными операциями (включение и выключение линий, трансформаторов и вращаю-

Развитие каскадных аварий может происходить самыми различными путями; повторяющихся процессов каскадного развития нарушений нормального режима практически не встречается [39]. Однако, опираясь на работы [114, 118], можно выделить этапы развития и ликвидации каскадных аварий, типичные для ЭЭС ( 1.14). В качестве первичного возмущения здесь рассматривается одна из причин возникновения каскадных аварий, перечисленных в табл. 1.3. Локализация возмущения связана с отключением поврежденного оборудования или с другими коммутационными операциями, направ-66

При больших мощностях короткого замыкания и больших рабочих токах рекомендуется использовать шестибаковые (по два на фазу) горшковые выключатели типа МГГ-10 с номинальным током 3200, 4000 и 5000 А и отключаемым током 30, 45 и 60 кА. Для присоединения потребителей с частыми коммутационными операциями рекомендуется использовать шкафы КЭ с электромагнитными выключателями типа ВЭМ-6, ВЭМ-10 на токи 1000-3200 А.

Автоматизированной системой управления технологическим процессом (АСУ ТП) называют человеко-машинную систему, в которой контроль за режимом оборудования, некоторые функции управления, регулирование отдельных параметров, управление коммутационными операциями и ведение части оперативной документации выполняется на ЭВМ, а принятие и реализация оперативных решений и взаимодействие с другими уровнями управления принадлежат человеку.

Выключатели с электромагнитным дутьем типов ВЭМ и ВЭ (безмасляные) находят применение в электроустановках с частыми коммутационными операциями (см. § 2.57).

Нижний уровень управления, особенно если в качестве объекта управления рассматривается электростанция, имеет наиболее выраженную внутреннюю иерархию управления: диспетчерское управление (приказы на коммутационные переключения, коррекция и контроль работы групповых и автономных систем управления); обобщенное (вторичное) автоматическое управление станцией в нормальных и аварийных режимах (распределение активной и реактивной мощности, регулирование частоты, управление коммутационными операциями, действие противоаварийной автоматики, адаптация настроек нижестоящих регуляторов); групповое комплексное регулирование (возбуждения, скорости); первичное авто-нолшое регулирование (возбуждения, скорости); «нулевое» автономное регулирование, обеспечивающее заданное ведение технологического процесса по подготовке энергоносителя и эксплуатации собственных нужд.

С электромагнитными выключателями ВЭ-10 изготовляются также КРУ серий КЭ-10/20 и КЭ-10/31,5. Такие КРУ предназначены для работы в промышленных электроустановках с частыми коммутационными операциями. Они имеют полностью изолированные шины, что обеспечивает их повышенную надежность.

с частыми коммутационными операциями. Модернизация ВВЭ предусматривает верхнюю компоновку встроенного привода ВВ, улучшающую условия технического обслуживания.

Общие сведения о перенапряжениях. При работе электрических сетей в них возникают кратковременные импульсы напряжений, которые могут во много раз превышать нормальные рабочие напряжения. Такие импульсы напряжений называются перенапряжениями. Перенапряжения вызываются различными причинами: 1) коммутационными операциями (включение и выключение линий, трансформаторов и вращаю-

занных с коммутационными процессами (включением и отключением двигателей) или атмосферными (грозовые перенапряжения), этот уровень может повышаться в несколько раз. Особенно большие перенапряжения, в десятки и более раз, приходятся на виши первой катушки каждой фазы. Поэтому вопросам увеличения надежности витковой изоляции обмоток крупных электрических машин уделяют большое внимание.

Внутренние разряды (перекрытия) с образованием электрической дуги в масле. Перекрытия могут возникать между обмотками высшего и низшего напряжения, между обмоткой высшего напряжения и стенкой бака трансформатора, а также по поверхностям фарфоровых изоляторов. Они образуются вследствие снижения электрической прочности масла при его увлажнении и загрязнении либо вследствие возникновения перенапряжений, вызываемых атмосферным электричеством или коммутационными процессами в системе нескольких включенных трансформаторов. В загрязненном и увлажненном масле, как правило, происходит длительный искровой разряд, который может перейти в дугу, вызывающую термическое разложение масла и даже его воспламенение. При перенапряжениях искровые разряды образуются даже в чистом масле.

обусловливает экономичность регулирования. Регулирование скорости можно осуществлять в широких пределах (4:1). Верхний предел определяется механической прочностью, коммутационными процессами и устойчивостью работы двигателя.

Для понимания физических процессов регулирования частогы вращения электродвигателя рассмотрим эквивалентную схему замещения роторной цепи асинхронного двигателя, показанную на 3.9, а, и векторную диаграмму АВК, изображенную на 3.9, б. Здесь параметры статора имеют индекс 1, ротора — индекс 2; Ed— э.д.с., вводимая в ротор от источника постоянного тока, которым являются МП ( 3.8, а) или полупроводниковый преобразователь И ( 3.8, б). Из векторной диаграммы видно, что ток ротора, участвующий в создании вращающего момента асинхронного двигателя (Л1 = сФ/2созф2), определяется векторной разностью или суммой э.д.с. ротора ?2и добавочной э.д.с. Ed. В общем случае эти векторы сдвинуты между собой на угол ф2 (наличие этого угла определяется коммутационными процессами выпрямителя, а его значение зависит от нагрузки двигателя, т. е. тока ротора /2: при /2 =0 угол ф2« 0, а при /J « к> /2ном!когда наибольший угол коммутации для трех-

Для понимания физических процессов регулирования частогы вращения электродвигателя рассмотрим эквивалентную схему замещения роторной цепи асинхронного двигателя, показанную на 3.9, а, и векторную диаграмму АВК, изображенную на 3.9, б. Здесь параметры статора имеют индекс 1, ротора — индекс 2; Ed— э.д.с., вводимая в ротор от источника постоянного тока, которым являются МП ( 3.8, а) или полупроводниковый преобразователь И ( 3.8, б). Из векторной диаграммы видно, что ток ротора, участвующий в создании вращающего момента асинхронного двигателя (Л1 = сФ/2созф2), определяется векторной разностью или суммой э.д.с. ротора ?2и добавочной э.д.с. Ed. В общем случае эти векторы сдвинуты между собой на угол ф2 (наличие этого угла определяется коммутационными процессами выпрямителя, а его значение зависит от нагрузки двигателя, т. е. тока ротора /2: при /2 =0 угол ф2« 0, а при /J « к> /2ном!когда наибольший угол коммутации для трех-

Процесс изменения направления тока в секциях при переходе их из одной параллельной ветви обмотки в другую называется коммутацией. Коммутационными процессами называются и процессы под щеткой. Коммутационные процессы определяют надежность работы

На 6.4, б приведены внешние характеристики управляемого однофазного выпрямителя, построенные по (6.3). В отличие от маломощных выпрямителей (см. § 5.5) наклон внешних характеристик выпрямителей большой и средней мощности обусловлен коммутационными процессами в режиме непрерывного тока нагрузки. На 6.4, б показано, что при (2 = 60° при увеличении RH (и уменьшении Id) выпрямитель переходит в режим прерывистого тока и напряжение Ud увеличивается в соответствии с ходом регулировочных характеристик ( 6.4, а).

Недостатком управляемых выпрямителей по сравнению с неуправляемыми является рост пульсаций выходного напряжения при увеличении угла управления, которое обнаруживается при сравнении временных диаграмм 5.3 и 6.2. Разложение в ряд Фурье кривой выходного напряжения и& позволяет найти 1-ю гармонику пульсации. В режиме непрерывного тока при пренебрежении коммутационными процессами отношение амплитуды 1-й гармоники пульсации к среднему значению Ed, определяемому по (6.2), дает коэффициент пульсации _

Рассмотрим теперь работу сети на нелинейную нагрузку. На 7.3, а показано подключение к сети неуправляемого однофазного выпрямителя с ^L-нагрузкой. Полагаем, что индуктивность в цепи нагрузки выпрямителя велика, пренебрегаем коммутационными процессами в вентильном комплекте. На 7.3, б показаны кривые напряжения сети «1 и потребляемого выпрямителем тока ti, имеющего форму разнополярных прямоугольных импульсов. Для нахождения активной мощности в этой схеме достаточно воспользоваться выражением (7.2), однако для рассмотрения физических процессов энергообмена между сетью и нагрузкой представим ток i\ в виде разложения в ряд Фурье:

При Ed
Напряжение между витками в обмотках машин при среднем уровне индукции возрастает с увеличением их габаритов. Машины высокого напряжения изготовляют, как правило, большой мощности и габаритов. Напряжение между витками в их обмотках при номинальном режиме достигает нескольких десятков вольт. Например, в асинхронных двигателях мощностью около 1000 кВт с номинальным напряжением 6 кВ напряжение между витками превышает 50 В. При различных перенапряжениях, связанных с коммутационными процессами