Ненагруженного двигателя

Разъединителями разрешается включать и отключать трансформаторы напряжения, заземлять и раззем-лять нейтрали силовых трансформаторов при нормальном режиме работы. В отдельных частных случаях, строго оговоренных в руководящих материалах Минэнерго СССР, разъединителями (и отделителями) разрешается отключать ненагруженные трансформаторы относительно небольшой мощности и зарядный ток линий небольшой длины. Так, вертикально-рубящими (ВР) и горизонтально-поворотными (ГП) разъединителями 20— 35 кВ с расстоянием между осями полюсов 1 м разрешается отключение ненагруженных трансформаторов с намагничивающим током не более 3 А и линий высокого напряжения с зарядным током не более 1,5 А.

Внутренние перенапряжения в электрических системах возникают в результате коммутаций, как нормальных (включение и отключение ненагруженной линии, отключение ненагруженных трансформаторов и реакторов), так и послеаварийных (дуговые замыкания на землю в системах с изолированной нейтралью, отключение к. з., АПВ).

После начала расхождения контактов выключателя при отключении между ними некоторое время продолжает гореть электрическая дуга. Момент обрыва тока зависит от скоэости деионизации дуги, которая в свою очередь определяется характеристиками выключателя и обрываемым током. При больших токах сопротивление растягивающейся дуги невелико и не оказывает влияния на форму тока; окончательный разрыв цепи практически происходит в момент прохождения тока через нулево.е значение. Это упрощает статистические закономерности процесса по сравнению с включением, когда замыкание цепи возможно при различных фазах э. д. с. При малых токах (например, при отключении ненагруженных трансформаторов) степень ионизации дуги оказывается незначительной, и под действием рабочего дутья выключателя может произойти очень быстрый распад дугового канала еще до того, как гок проходит через свое нормальное нулевое значение, сопротивление дуги скачкообразно возрастает, а ток в дуге резко падает до нуля — происходит «срез» тока, который характеризуется значением /0 =? 0. При этом выделяется большая энергия L/Jj/2, запасенная в индуктивности схемы L, например в индуктивности намагничивания трансформаторов, что может привести к значительным перенапряжениям.

В действительности предельные перенапряжения практически никогда не возникают и вероятность их появления тем меньше, чем меньше скорость восстановления электрической прочности выключателя. Поэтому, несмотря на то, что теоретический предел перенапряжений для воздушных и масляных выключателей имеет примерно одну и ту же величину, вероятность возникновения больших перенапряжений при отключении ненагруженных трансформаторов воздушными выключателями гораздо больше. При этом следует иметь в виду, что восстановление электрической прочности выключателя является статистическим процессом, поэтому при многократном повторении опыта по отключению одной и той же индуктивности одним и тем же выключателем перенапряжения каждый раз будут получаться другими. Еще большие разбросы будут иметь место при изменении типа выключателя и характеристик отключаемой цепи.

Отключение ненагруженных трансформаторов.

Защита от внутренних перенапряжений установок различного номинального напряжения. В установках с номинальным напряжением до 220 кВ включительно должны быть ограничены перенапряжения при отключении ненагруженных трансформаторов и линий и при АПВ, так как остальные виды перенапряжений не представляют опасности для изоляции.

Перенапряжения при отключении ненагруженных трансформаторов имеют большую амплитуду, но небольшую длительность. Защита от этих перенапряжений может осуществляться грозозащитными разрядниками, пропускная способность которых достаточна для того, чтобы рассеять энергию, выделяющуюся при перенапряжениях этого вида. Ограничение перенапряжений может быть достигнуто также путем использования выключателей с шунтирующими резисторами.

Отключение ненагруженных трансформаторов. На первой стадии отключения трансформатор, который замещается индуктивностью намагничивания и параллельно включенной емкостью (§ 23-3), оказывается включенным последовательно с резистором Rm. Назначение #ш — снизить вынужденную составляющую напряжения на трансформаторе, чтобы ограничить ток среза при второй стадии отключения. Для уменьшения вынужденной составляющей в k раз должно соблюдаться условие

Разъединителями разрешается производить включение и отключение трансформаторов напряжения, заземлять и разземлять нейтрали силовых трансформаторов при отсутствии в сети замыкания на землю, отключать и включать зарядный ток шин и электрооборудования (кроме батарей конденсаторов). Трехполюсными разъединителями наружной установки при напряжении 10 кВ и ниже допускается отключение и включение нагрузочного тока до 15 А. В отдельных случаях, строго оговоренных в директивных материалах Минэнерго СССР, разъединителями (и отделителями) разрешается отключение ненагруженных трансформаторов небольшой мощности и зарядного тока электрических линий небольшой длины.

Кратковременность перенапряжений при отключении ненагруженных трансформаторов и ограниченная их величина (обычно не более 3, 5 (/ф) приводят к тому, что для нормальной изоляции трансформаторов они не представляют серьезной опасности. При необходимости уменьшить величину перенапряжений для защиты трансформаторов со сниженным уровнем изоляции могут быть использованы грозовые вентильные разрядники, устанавливаемые непосредственно на выводах трансформаторов. Энергия, запасенная в индуктивности отключаемого трансформатора, невелика и легко рассеивается в разряднике.

Разъединителями разрешается производить включение и отключение трансформаторов напряжения, заземлять и разземлять нейтрали силовых трансформаторов при отсутствии в сети замыкания на землю, отключать и включать зарядный ток шин и электрооборудования (кроме батарей конденсаторов). Трехполюсными разъединителями наружной установки при напряжении 10 кВ и ниже допускается отключение и включение нагрузочного тока до 15 А. В отдельных случаях, строго оговоренных в директивных материалах Минэнерго СССР, разъединителями (и отделителями) разрешается отключение ненагруженных трансформаторов небольшой мощности и зарядного тока электрических линий небольшой длины.

Если пуск производится вручную, то ступени реостата выводят, ориентируясь на показания амперметра, включенного в цепь якоря, и стараются поддерживать средний ток при пуске примерно постоянным. Конечно, это возможно, если двигатель нагружен и момент инерции на его валу большой. Если производится пуск ненагруженного двигателя, то уже на первой ступени, т. е. при максимальном пусковом сопротивлении, он достигает скорости, близкой к режиму холостого хода, и дальнейшее выведение ступеней реостата мало влияет на ток двигателя.

Воспользовавшись уравнением (8.47) и подставив в него & =' — со0, можно определить длительность реверса, т.е. время, в течение которого угловая скорость ненагруженного двигателя изменится от Н-со0 до — со0.

Время разбега при пуске ненагруженного двигателя. Проведем упрощенный анализ пуска, не учитывая переходные электромагнитные процессы и принимая статический момент сопротивления вращению Л!ст равным нулю. При Мст=УИмех+М0=0 уравнение (Х.18,6) моментов двигателя принимает вид М —Mj, или

Выражение для частоты вращения двигателя показывает, что по мере уменьшения магнитного потока возбуждения частота неограниченно возрастает. С этой точки зрения опасен обрыв цепи возбуждения двигателя, при котором магнитный поток резко уменьшается до потока остаточного намагничивания, а двигатель идет «вразнос». Особенно вероятен режим «разноса» у ненагруженного двигателя. Режим «разноса» является аварийным: центробежные силы деформируют обмотку якоря, якорь заклинивается, а в некоторых случаях и разрушается.

Наличие на генераторе АРВ пропорционального типа (APBI) позволяет произвести запуск ненагруженного двигателя ( 12. 43,а).Пуск нагруженного двигателя (Мс = = 0,54 Мк) происходит за более длительное время /Пуск ( 12.43,6.).

Наличие на генераторе АРВ пропорционального типа (APBI) позволяет произвести запуск ненагруженного двигателя (см. 12.45, а). Пуск нагруженного двигателя (Ме — = 0,54 М) происходит за более длительное время tjtyCB (см. рис, 12.45, б).

холостого хода. Быстродействие АИД характеризуется электромеханической постоянной времени Тм = я /рих/(ЗОА/пуск), где Jp — момент инерции ротора, кг-м2; п^ — частота вращения холостого хода, об/мин; Мпуск — пусковой момент, Н-м. Физически Тм равна времени разгона ненагруженного двигателя от момента включения обмотки управления до момента достижения ротором частоты вращения, равной О.бЗЗИх- В современных АИД Тм колеблется в широких пределах — от 10 до 660 мс. Меньшие значения соответствуют более тихоходным двигателям. В целях уменьшения габаритов и массы большинство АИД рассчитываются на работу от источников с повышенной частотой/- 400-=-1000 Гц.

Для опытного определения потерь в стали и механических потерь (а также добавочных потерь синхронных машин мощностью свыше 100 кВ-А) можно использовать способы вращения в режиме ненагруженного двигателя, тарированной машины, самоторможения и калориметрический.

Способ вращения в режиме ненагруженного двигателя используется в машинах всех видов, которые допускают вращение в режиме холостого хода при питании от источника напряжения.

Для определения потерь в стали и механических потерь в асинхронных двигателях могут быть использованы два способа: калориметрический и способ вращения в режиме ненагруженного двигателя.

2.4. Определение механических потерь и потерь в стали из опыта вращения асинхронной машины в режиме ненагруженного двигателя

При использовании способа вращения в режиме ненагруженного двигателя опыт проводят при нескольких значениях приложенного напряжения. В результате получают зависимость Рю (С/,), где РЮ — сумма механических потерь, потерь в стали и электрических потерь в обмотке статора. Вычитая из Р10 электрические потери (при известном значении тока /10 и сопротивления обмотки статора), получают зависимость П0 = Рмех+ Pcr = f(Ui), как показано на 2.4.