Криворучко Н.А.
ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ АСИНХРОННОГО ПУСКА СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕАКТОРА *
Аннотация:
в статье приведены проблемы пуска высоковольтного синхронного двигателя. Перечислены преимущества и недостатки асинхронного пуска СД с использованием реактора для снижения негативного воздействия
Ключевые слова:
синхронные машины, реакторный пуск, достоинства, недостатки
УДК 574.46
Криворучко Н.А.
студент 2 курса магистратуры, напр. «Электроэнергетика и электротехника»
Оренбургский государственный университет
(г. Оренбург, Россия)
ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ
АСИНХРОННОГО ПУСКА СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕАКТОРА
Аннотация: в статье приведены проблемы пуска высоковольтного синхронного двигателя. Перечислены преимущества и недостатки асинхронного пуска СД с использованием реактора для снижения негативного воздействия.
Ключевые слова: синхронные машины, реакторный пуск, достоинства, недостатки.
Синхронные двигатели представляют собой сложное энерго и материалоёмкое электротехническое устройство. Пуск высоковольтного синхронного электродвигателя (СД) приводит к значительным затратам электроэнергии и сопровождается с 6-8 кратным броском пускового тока, который создает ударный электромагнитный момент, передающийся через вал двигателя на приводимый в движение механизм. В течение от 15 до 20% времени разгона электродвигателя (ЭД) этот момент содержит вынужденную и свободную составляющие в виде знакопеременного момента с амплитудой до 4 номинальных моментов ЭД. Возникающие большие знакопеременные электродинамические усилия в обмотке статора, приводят к ухудшению изоляции секций и изгибу лобовых частей обмотки вследствие смещения проводников друг относительно друга. Знакопеременный момент вызывает вибрации как самого ЭД, так и приводимого в движение механизма. В следствии, ударные нагрузки приводят к разрушению и пробою изоляции обмоток статора ЭД, перегоранию межкатушечных соединений, обгоранию выводных концов, поломкам валов, соединительных муфт, редукторов и другим неполадкам. Нарушается ритмичность производства и снижается выпуск готовой продукции, предприятия несут большие затраты на ремонт вышедшего из строя оборудования. [1]
Также неблагоприятно сказывается протекание повышенных токов по элементам схемы электроснабжения, приводя к большим потерям напряжения, что отрицательно сказывается на устойчивости работы других потребителей. Учитывая, что мощные высоковольтные СД применяются в основном на крупных производствах, то вследствие пуска может наблюдаться падение напряжения у потребителей, участвующих в технологическом процессе.
Также из-за значительных объёмов активных материалов (обмотки и магнитопроводы) в СД большой мощности, постоянная времени нагрева этих двигателей достигает нескольких часов. В случае повторного пуска через короткий промежуток времени, за которое активные материалы и изоляция СД не успеют остыть до установившейся температуры окружающей среды, то при больших пусковых токах будет происходить перегрев этих элементов и преждевременный выход из строя дорогостоящих электротехнических комплексов. Поэтому такие СД по условиям нагрева ограничены пуском из «горячего» состояния, как правило, один или два раза в сутки. [2]
Для успешного пуска и решения вышеописанных проблем используются разные виды пуска. Асинхронный пуск двигателя является наиболее распространенным. Большой пусковой ток при асинхронном пуске вызывает увеличение потерь напряжения в сети — провал напряжения, который оказывает мешающее воздействие на работу других электроприемников. Большинство современных СД допускает прямой пуск, но если провал напряжения превышает регламентированные пределы, установленные изготовителем или составляет более 15% [3], то применяют реакторный пуск СД.
Схема реакторного пуска двигателя показана на рис. 1. Ограничение пускового тока связано с падением напряжения на включённом в цепь статора реакторе, что приводит к значительному уменьшением асинхронного момента (ввиду квадратичной зависимости момента от напряжения).
Рис. 1. Схема пуска синхронного двигателя с помощью реактора, где В – возбудитель; Р – пусковой реактор; СТД – синхронный трехфазный двигатель; QF1 – выключатель; QF2 – шунтирующий выключатель.
В целом можно перечислить следующие преимущества реакторного пуска СД:
ограничением пусковых токов;
снижением потерь в двигателе и нагрева обмоток статора и ротора при пуске по сравнению с асинхронным пуском;
снижением динамических моментов в кинематической схеме двигатель-редуктор-компрессор;
снижением ударных токов пусковой коммутационной аппаратуры;
снижением посадки напряжения при пуске синхронного двигателя.
Как и любой вид пуска, асинхронных имеет свои недостатки. В процессе эксплуатации были выявлены как недостатки, так и распространенные аварии, присущие данному виду пуска:
обрыв фаз питающего напряжения;
потеря питания возбудителя;
превышение питания возбудителя;
потеря возбуждения;
пробой изоляции цепей возбуждения;
КЗ возбудителя.
В целом, можно сказать, что несмотря на недостатки асинхронного пуска СД с использованием реактора, он остается актуальным и эффективным по технико-экономическим показателям, а его недостатки можно если не устранить, то минимизировать при грамотной работе релейной защиты и автоматики, которая при наступлении аварийного режима быстро произведет отключение СД.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Абрамович Б.Н., Круглый А.А. Возбуждение, регулирование и устойчивость синхронных двигателей. - Л.: Энергоатомиздат: Ленингр. отделение, 1983. - 128 с. : ил.; 21 см.
Сыромятников И.А. Режимы работы асинхронных и синхронных двигателей М.: Энергоатомиздат, 1984. 240 с.
Правила устройства электроустановок: 7-е издание (ПУЭ)/ Главгосэнергонадзор России. М.: Изд-во ЗАО «Энергосервис», 2007. 610 сВ.М.
Номер журнала Вестник науки №6 (51) том 3
Ссылка для цитирования:
Криворучко Н.А. ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ АСИНХРОННОГО ПУСКА СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕАКТОРА // Вестник науки №6 (51) том 3. С. 221 - 225. 2022 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/5913 (дата обращения: 20.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2022. 16+