Если теперь ротор оставить неподвижным, а его обмотку замкнуть, то будет иметь место короткое замыкание АД, подобное короткому замыканию трансформатора. Этот режим имеет место в первый момент пуска АД, когда ротор еще не пришел во вращение. Ток ста-тора АД при коротком замыкании составляет (4…7) Ιн, поэтому во избежание чрезмерного нагревания и повреждения изоляции обмоток двигатель нельзя длительно оставлять при коротком замыкании под полным напряжением.Часть картины распределения магнитных полей АД при коротком замыкании показана на рис.1 (б).
Рис. 1 - Распределение магнитных полей заторможенного асинхронного двигателя при коротком замыкании
Основной магнитный поток Фо создается в этом режиме совместным действием МДС статора F1 и ротора F2
т.е. выполняется равенство:
где m1 и m2 – число фаз обмотки статора и ротора соответственно, p –число пар полюсов.
Это равенство можно преобразовать к виду:
Уравнение носит название уравнения равновесия токов и справедливо для любого режима работы АД.
Если величиной тока Ιо пренебречь, то будет иметь равенство:
Отношение:
Магнитный поток рассеяния Фрс2 создает в обмотке ротора ЭДС рассеяния Ерс2, величина которой определяется равенством:
где x2 – индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора.
Падение напряжения на активном сопротивлении обмотки ротора равно:
Уравнения равновесия ЭДС для обмоток статора и ротора имеет вид:
Схема замещения вторичной цепи при неподвижном роторе представлена на рис. 2.
Рис. 2 - Схема замещения вторичной цепи при неподвижном роторе
Ток ротора Ι2 определяется из выражения:
Если в асинхронной машине с заторможенным ротором в цепь обмотки ротора включить сопротивление нагрузки, то ее можно использовать в качестве трансформатора.
www.radioingener.ru
Электрическая машина во многом схожа по принципу работы с электрическим трансформатором. В особенности это касается электрических машин переменного тока. В самом деле, ведь статорная обмотка или обмотка возбуждения аналогичны первичной обмотке трансформатора. Роль вторичной обмотки выполняет роторная обмотка асинхронного двигателя или обмотка статора двигателя синхронного.
Конечно, эти аналогии условны и иногда неявны. Существенным отличием асинхронного двигателя является то, что его «вторичная» обмотка под воздействием переменного электромагнитного поля приходит в движение. Возникает электромагнитный момент.
А из-за движения ротора ток в его обмотке имеет частоту намного меньшей частоты по сравнению с частотой тока статорной цепи. У двигателей же постоянного тока с трансформаторами есть еще меньше общего в принципе работы.
Трансформаторов на постоянном токе просто не существует. Однако электромагнитная связь между первичной и вторичной обмотками – это общая черта для всех электрических машин и трансформаторов.
И по аналогии с трансформатором для любого двигателя возможен режим короткого замыкания вторичной обмотки. При этом речь идет не о выходе на естественную характеристику электрической машины, когда в роторной или якорной цепи отсутствуют дополнительные регулировочные сопротивления – речь идет о случаях, когда из-за чрезмерной нагрузки на рабочем валу электромотор вынужден остановиться. При этом электромагнитный момент двигателя достигает максимального или близкого к максимальному (для асинхронников) значения.
Поскольку электромагнитный момент любого электромотора имеет прямую зависимость от величины потребляемого тока, то останов из-за повышенного статического момента сопротивления неизбежно ведет к многократным перегрузкам двигателя по току. Именно поэтому подобный режим часто называют «режимом короткого замыкания электродвигателя».
Режимы короткого замыкания не так уж и редки в работе электродвигателей. Причиной их может стать неисправность трансмиссии, например, заклинивание редуктора. Возможен также неправильный расчет электропривода и выбор двигателя, не соответствующего по механическим характеристикам.
Для многодвигательных электроприводов переход в режим короткого замыкания может быть связан с выходом одного или нескольких электродвигателей из строя.
Значительная часть электроприводов может быть технологически перегружена настолько, что электродвигатель не сможет развить необходимый момент, и перейдет в режим короткого замыкания. Это, например, привод грузоподъемных машин, транспортный, конвейерный привод. Электротехнологический персонал, работающий с установками, использующими подобный привод, в обязательном порядке получает инструкции, касающиеся механических перегрузок и действий при их возникновении.
Но полагаться в вопросах защиты привода от перегрузок по току исключительно только на грамотность персонала не следует. Поэтому приводные двигатели принято защищать при помощи максимально-токовых реле (например РЭО-411), блок-контакты которых включаются в цепь управления двигателя.
Для граничных положений, в которых механизм привода должен остановиться естественным образом, предусматривают концевые выключатели путевой защиты. Таким образом, двигатель защищается от режима короткого замыкания, если, допустим, механизм дошел до тупиковых упоров.
Для ответственных и мощных электроприводов нередко формируют искусственную электромеханическую характеристику, получившую название «экскаваторной». Формируется она при помощи тиристорных преобразователей либо другой полупроводниковой техники, и суть ее сводится к тому, что двигатель прекращает свое вращение сразу после возникновения недопустимой нагрузки без перехода в режим короткого замыкания и превышения тока. Экскаваторная характеристика состоит из двух частей: жесткой рабочей части и почти вертикальной характеристики, на которой привод останавливается.
volt220.ru
 |
В опыте короткого замыкания ротор асинхронного двигателя должен быть заторможен ( 
). Это достигается с помощью машины постоянного тока (рис. 4.14). Ключ К замыкается, а в обмотку возбуждения подается постоянный ток. Опыт проводится при различных значениях подводимого напряжения 
, так чтобы ток статора 
находился в пределах 
.
По данным опыта короткого замыкания строят зависимости , 
характеристика 
носит прямолинейный характер (рис. 4.17). Отклонение от линейности происходит при 
и объясняется влиянием насыщения стали на индуктивные сопротивления рассеяния обмоток. Потери короткого замыкания 
, как и в трансформаторе, определяются, главным образом, электрическими потерями в обмотках:
.
Этим объясняется параболический характер зависимости .
Данные опыта короткого замыкания при 
используются для определения следующих параметров:
.
Аналитические выражения токов и электромагнитного момента асинхронной машины (см. п. 4.6) содержат параметр 
. Для его определения можно воспользоваться приближенным выражением
.
Активное сопротивление обмотки ротора входит в расчетные выражения либо непосредственно, либо в виде величины 
. Для их определения используются приближенные соотношения
;
.
Дата добавления: 2017-11-21; просмотров: 114; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
www.poznayka.org
Опыт короткого замыкания просмотров - 348
Для асинхронных двигателей с фазным ротором в опыте холостого хода определяют
Рис. 14.2. Характеристики х.х. трехфазного асинхронного
двигателя (3,0 кВт, 220/380 В, 1430 об/мин)
коэффициент трансформации напряжений между обмотками статора и ротора. Этот коэффициент с достаточной точностью может быть определен по отношению средних арифметических линейных (междуфазовых) напряжений статора к аналогичным напряжениям ротора.
Схема соединений асинхронного двигателя при опыте к.з. остается, как и в опыте х.х. (см. рис. 14.1). Но при этом измерительные приборы должны быть выбраны в соответствии с пределами измерения тока, напряжения и мощности. Ротор двигателя следует жестко закрепить, предварительно установив его в положение, соответствующее среднему току к.з. С этой целью к двигателю подводят небольшое напряжение (UK = 0,1Uном) и, медленно поворачивая ротор, следят за показанием амперметра, стрелка которого будет колебаться в зависимости от положения ротора двигателя. Объясняется это взаимным смещением зубцовых зон ротора и статора, вызывающего колебания индуктивных сопротивлений обмоток двигателя.
Предельное значение тока статора при опыте к.з. устанавливают исходя из допустимой токовой нагрузки питающей сети и возможности провести опыт в минимальный срок, чтобы не вызвать опасного перегрева двигателя. Для двигателей мощностью до 1 кВт возможно проведение опыта начиная с номинального напряжения UK = 0,1Uном .В этом случае предельный ток Iк = (1,5 ÷ 2,5)х I1ном. Для двигателей большей мощности сила предельного тока Iк = (2,5 ÷ 5)х I1ном. При выполнении опыта к.з. в учебных целях можно ограничиться предельным током Iк = (1,5 ÷ 2,5)х I1ном. При выполнении опыта к.з. желательно соединение обмотки статора звездой.
Определив диапазон изменения тока статора при опыте к.з., опыт начинают с предельного значения этого тока, установив на индукционном регуляторе соответствующее напряжение к.з. UK. Затем постепенно снижают это напряжение до значения, при котором ток Iк достигнет нижнего предела установленного диапазона его значений. При этом снимают показания приборов для 5—7 точек, одна из которых должна соответствовать номинальному току статора (IК = I1ном). Продолжительность опыта должна быть минимально возможной. С этой целью измеряют лишь одно линейное напряжение (к примеру, UкАВ), так как некоторая несимметрия линейных напряжений при опыте к.з. не имеет значения. Линейные токи измеряют хотя бы в двух линейных проводах (к примеру, IкА и IкВ). За расчетное значение тока к.з. принимают среднее арифметическое этих двух значений. После снятия последних показаний приборов двигатель следует отключить и сразу же произвести замер активного сопротивления фазы обмотки статора r/1 ,чтобы определить температуру обмотки. Линейные напряжения и токи пересчитывают на фазные Uк и Iк по формулам, аналогичным (14.3) и (14.4).
Ваттметр W измеряет активную мощность к.з. Pк По полученным значениям напряжений UK,токов Iк и мощностей Рквычисляют следующие параметры:
коэффициент мощности при к.з.
cos φк = Pк (m1 Uк Iк);(14.9)
полное сопротивление к.з. (Ом)
zк = Uк / Iк; (14.10)
активные и индуктивные составляющие этого сопротивления (Ом)
rк = rк соs φк; (14.11)
xк = (14.12)
Измеренные и вычисленные величины заносят в таблицу, а затем строят характеристики к.з.: Iк; Рк и cos φк = f(Uк) (рис. 14.3).
При опыте к.з. обмотки двигателя быстро нагреваются до рабочей температуры, так как при неподвижном роторе двигатель не вентилируется. Температуру (°С) обмотки Θ1, обычно определяют по сопротивлению фазы r/2 , измеренному непосредственно после
Рис. 14.3. Характеристики к.з. трехфазного асинхронного
двигателя (3,0 кВт, 220/380 В, 1430 об/мин)
проведения опыта͵ по формуле
Θ1 = [(r/1 – r1.20)(255/r1.20) ] + 20, (14.13)
где — r1.20 сопротивление фазы обмотки статора в холодном состоянии (обычно при температуре 20 °С), Ом.
В случае если же температура обмотки оказалась меньше расчетной рабочей температуры Θ2 для соответствующего класса нагревостойкости изоляции двигателя (см. § 8.4), то активное сопротивление к.з. кк (Ом) пересчитывают на рабочую температуру:
rк = r/к [1 + α(Θ2 – Θ1)] (14.14)
где rк' - активное сопротивление к.з. при температуре Θ1 отличающейся от расчетной рабочей; α = 0,004.
Затем пересчитывают на рабочую температуру полное сопротивление к.з. zk = , напряжение к.з. Uк = Iк zk и мощность к.з. Рк = m1 I2к rк.
На характеристиках к.з. (рис. 14.3) отмечают значения величин Рк.ном, Uк.ном, соответствующих току к.з. Iк = I1ном.
Ток и мощность к.з. пересчитывают на номинальное напряжение U1ном:
I/к = Iп ≈ I1ном (U1ном / Uк.ном); (14.15)
Р/к ≈ Рк.ном (U1ном / Uк.ном)2 (14.16)
Следует иметь в виду, что такой пересчет является приближенным, так как при UK = U1ном наступает магнитное насыщение сердечников (особенно зубцовых слоев) статора и ротора; это приводит к уменьшению индуктивного сопротивления хк, что не учитывается формулами (14.15) и (14.16). Кратность пускового тока равна Iп /Iном.
Электромагнитная мощность в режиме к.з., передаваемая на ротор двигателя, равна электрическим потерям в обмотке ротора РЭ2к, в связи с этим электромагнитный момент при опыте к.з. (Н м)
Мк ≈ Мп = Pэ2к /ω1 = (Рк.ном - Рэ1к - Рм.к)/ω1,
где Рэ1к = m1 I2к.ном r1 — электрические потери в обмотке статора при опыте к.з.
Магнитные потери при опыте к.з. Рм.к приближенно определяют по характеристикам х.х. (см. рис. 14.2) при напряжении U1 = UK. В режиме х.х. магнитный поток Ф больше, чем в режиме к.з., но если в режиме х.х. магнитные потери происходят только в сердечнике статора (см. § 13.1), то в режиме к.з. (s = 1) магнитные потери происходят еще и в сердечнике ротора, так как f2 = f1.
Начальный пусковой момент получают пересчетом момента Мк на начальный пусковой ток Iп:
Мп ≈ МК (IП/ IК)2.
Затем определяют кратность пускового момента Мп/ Мном.
Опыт холостого хода. Схема проведения опыта холостого хода приведена на рис. 4.10. Рис. 4.10. Схема проведения опыта холостого хода Первичная обмотка включена на номинальное напряжение, значение которого определяется по паспорту трансформатора, U10=U1ном и по ней... [читать подробенее]
Опыт короткого заыкания: а – схема включения; б – схема замещения Опыт проводится при пониженном напряжении U1к, которое устанавливается экспериментально: при отключенном напряжении на входе замыкают накоротко зажимы вторичной обмотки. Затем медленно... [читать подробенее]
Опыт короткого замыкания проводится по приведенной схеме замещения для режима короткого замыкания приведена ниже. Опыт проводится при пониженном напряжении U1к, которое устанавливается экспериментально: при отключенном напряжении на входе замыкают накоротко зажимы... [читать подробенее]
Опытом короткого замыкания называется испытание трансформатора при короткозамкнутой цепи вторичной обмотки и номинальном токе первичной обмотки. Схема для проведения опыта короткого замыкания приведена на рис. 11.3. Опыт проводится для определения номинального значения... [читать подробенее]
Необходимо различать опыт короткого замыкания и режим короткого замыкания, так как в последнем случае имеет место аварийный режим электрического трансформатора, при котором он сильно разогревается и может произойти сгорание трансформатора. Опыт короткого замыкания -... [читать подробенее]
Активное и индуктивное сопротивление одной фазы трансформатора может быть экспериментально определены из опыта короткого замыкания (к.з.). Этот опыт состоит в том, что вторичная обмотка трансформатора замыкается накоротко, а к первичной подводится такое напряжение, при... [читать подробенее]
- такой режим, при котором вторичная цепь трансформатора замкнута накоротко, а в 1-ой цепи напряжение уменьшается до такой величины, чтобы в цепь проходил номинальный ток. Опыт короткого замыкания: Благодаря снижению , снижается Ф и потерями можно пренебречь. ... [читать подробенее]
Вторичную обмотку замыкают накоротко сопротивление Zн = 0), а к первичной подводят пониженное напряжение (см. рис.1.12) такого значения, при котором по обмоткам проходит номинальный ток Iном. В мощных силовых трансформаторах напряжение Uк при коротком замыкании обычно... [читать подробенее]
Для асинхронных двигателей с фазным ротором в опыте холостого хода определяют Рис. 14.2. Характеристики х.х. трехфазного асинхронного двигателя (3,0 кВт, 220/380 В, 1430 об/мин) коэффициент трансформации напряжений между обмотками статора и ротора. Этот коэффициент с... [читать подробенее]
Опытом короткого замыкания называется испытание трансформатора при короткозамкнутой цепи вторичной обмотки и сильно пониженном напряжении на первичной обмотке, при это ток в первичной обмотке не превышает номинального значения. Схема для проведения опыта короткого... [читать подробенее]
oplib.ru
Cтраница 2
Опыт короткого замыкания производился сразу после работы трансформатора, когда его температура была примерно 75 С, следовательно, приводить данные опыта к температуре 75 С не нужно. [16]
Опыт короткого замыкания для асинхронного двигателя позволяет сделать - проверку паек и соединений по нагреву. Кроме того, этот опыт позволяет проверить качество заливки короткозамкнутых роторов асинхронных двигателей. Если есть дефекты заливки ( трещины, незалитые пазы), то при поворачивании ротора ток короткого замыкания статора будет менять свою величину. [17]
Опыт короткого замыкания следует, совместить с испытанием на перегрузку по току, которая согласно ГОСТ 183 - 55 для бесколлекторных машин переменного то. [18]
Опыт короткого замыкания для машин постоянного тока проводится в генераторном режиме. Он дает возможность проверить под током вое цепи рабочего тока двигателя и отрегулировать коммутацию. Для приведения машины во вращение нужен двигатель мощностью около 0 2 - 0 3 от мощности испытуемой машины с передачей, обеспечивающей номинальную скорость вращения испытуемой машины. Щетки должны быть предварительно притерты и установлены на нейтраль. [19]
Опыт короткого замыкания производится при значительно пониженном напряжении и является вторым предельным режимом работы трансформатора, который наряду с опытом холостого хода позволяет определить параметры трансформатора при любой нагрузке. [20]
Опыт короткого замыкания позволяет определить напряжение короткого замыкания UK, потери в обмотках трансформатора Рм и сопротивления короткого замыкания трансформатора ZK, г, и хк. [22]
Опыт короткого замыкания обычно проводится при токах первичной и вторичной обмоток, равных номинальному, или при других значениях токов, например 75, 100 и 125 о от номинального. Нужное значение тока устанавливается регулированием напряжения. [24]
Опыт короткого замыкания производят на ступени номинального напряжения обмоток. При опыте короткого замыкания обязательно фиксируется температура обмотки. [25]
Опыт короткого замыкания не обязательно производить при номинальном токе. ГОСТ на методы испытаний трансформаторов допускает производить измерения при пониженном токе, но не менее чем при 25 % номинального тока трансформатора. [26]
Опыт короткого замыкания в условиях эксплуатации имеет ряд особенностей. [27]
Опыт короткого замыкания производят на ступени номинального напряжения обмотки. [28]
Опыт короткого замыкания заключается в том, что вторичную обмотку ( обычно НИ) замыкают накоротко, а к первичной обмотке через регулятор напряжения РН подводят напряжение. [29]
Опыт короткого замыкания производится на основной ступени напряжения. [30]
Страницы: 1 2 3 4 5
www.ngpedia.ru
Пуск синхронного двигателя осуществляется со шкафа — ключом управления или дистанционно — нажатием кнопки пуска с внешнего пульта управления, воздействуя на электромагнит включения масляного выключателя В. Остановка синхронного электродвигателя осуществляется ключом управления, дистанционно — нажатием кнопки останова или от действия защит, воздействующих на электромагнит отключения масляного выключателя В. При отключении двигателя ключом управления, дистанционно или от действия защит (кроме защиты от короткого замыкания) отключается выключатель В, преобразователь переводится в инверторный режим и происходит форсированное гашение поля ротора. По окончании гашения поля импульсы управления перестают поступать в преобразователь. При срабатывании защиты от короткого замыкания импульсы управления снимаются без предварительного перехода в инверторный режим. [c.101]
От коротких замыканий и перегрузок свыше 200% электрические цепи и двигатели защищаются электромагнитными реле тока (максимальная защита). Тепловая защита на кранах обычно не применяется, так как крановые электродвигатели рассчитаны на повторно-кратковременный режим и значительные перегрузки, при которых возможны ложные срабатывания тепловых реле. [c.38]
Напряжение с выхода электромашинного усилителя подается через стабилизирующий трансформатор СТ в обмотку обратной связи ОС. Режим работы печи задается установкой тока дуги при помощи автотрансформатора АТ. Ъ заданном режиме работы печи при определен-1юм соотношении между величинами тока и напряжения дуги, поток обмотки ОУ равен нулю, напряжение на выходе усилителя отсутствует, электродвигатель Д не обтекается током, электрод неподвижен. После подачи напряжения на печь при поднятых электродах на выпрямителе появляется максимальное напряжение, электромашинный усилитель возбуждается, и двигатель Д опускает электрод Э с максимальной скоростью. При соприкосновении электрода с шихтой напряжение на выпрямителе ВН этого электрода исчезает, и двигатель быстро тормозится. При соприкосновении с шихтой другого электрода к обмотке ОУ усилителя регулятора первого электрода прикладывается максимальное напряжение ВТ как следствие тока короткого замыкания двух фаз. На якоре электромашинного усилителя ЭМУ появляется напряжение, и начинается разгон электродвигателя Д на подъем электрода. Затем ток выпрямителя ВТ уменьшается, а ток выпрямителя ВН увеличивается поток обмотки ОУ уменьшается, и скорость двигателя снижается. При достижении током заданного значения поток обмотки ОУ станет равным нулю. Обмотка ОС, размагничивающая усилитель, ускоряет остановку электродвигателя гашением оставшегося напряжения на якоре усилителя. Используемые для регулирования мощности регуляторы с электромашинным усилителем имеют малые постоянные времени (быстродействие) и большие коэффициенты усиления. [c.116]
Включение и выключение электродвигателей 1ЭД и 2ЭД осуществляется магнитными пускателями 1МП и 2МП. Режим работы двигателей как от перегрузки, так и от токов короткого замыкания защищается автоматическими выключателями 1АВ -и 2АВ типа АП-503МТ. Цепь управления защищена плавкими предохранителями ПП. [c.281]
Высоковольтные провода и кабели с фторопластовой изоляцией находят широкое применение в со1В(ре1мен- ой электронной аппаратуре для В нутри- и межблочных соединений, для выводов высоковольтных трансформаторов и в качестве проводов зажигания авиационных двигателей. В цепях анодного титания и цепях накаливания находят применение кабели иостояиного тока. Для соединения трансформаторов с выпрямительными блоками, а также блоков высокого напряжения различной радиоаппаратуры применяют кабели переменного тока. Импульсные кабели используют как в линиях формирования импульсов (в режиме короткого замыкания постоянного напряжения), так и для передачи напряжения к первичной обмотке импульсных трансформаторов или от них на магнетроны. Работа высокочастотных фидерных кабелей в реж>им е радиоимпульсов связана с передачей значительной импульсной мощности. [c.36]
chem21.info
ГОУВПО "Московский энергетический институт (технический университет)"
Приведены результаты серии экспериментов, проведенных на реальной электроустановке напряжением 0.4 кВ, подтвердившие возникновение эффекта снижения тока в цепи короткого замыкания примерно через 20 - 40 мс после его возникновения, вызванного асинхронными двигателями (АД). Предложены критерии целесообразности учёта влияния АД, при расчете токов короткого замыкания для проверки чувствительности защитных аппаратов. Общеизвестно, что асинхронные двигатели (АД) увеличивают ток в начальный момент электрически близкого к ним короткого замыкания (КЗ). Рекомендованная ГОСТ методика расчета КЗ [1] устанавливает, что ток подпитки АД места КЗ максимален в начальный момент КЗ, а затем уменьшается, асимтотически стремясь к нулевому значению. Такое положение, вполне справедливое для электроустановок напряжением выше 1 кВ, для электроустановок напряжением до 1 кВ может стать причиной существенных ошибок. На кафедре «Электрические станции» «МЭИ (ТУ)» проведено расчетно-теоретическое исследование переходных процессов в электроустановках с АД напряжением 0.4 кВ, показавшее, что в реальных условиях АД увеличивают ток КЗ лишь первые 20 – 40 мс после возникновения КЗ. Затем ЭДС АД уменьшается и направление тока в цепи АД меняется на противоположное, АД начинает шунтировать цепь КЗ. Пренебрежение шунтирующим эффектом АД может привести к неселективной работе защитных аппаратов, к повышенным тепловым нагрузкам на силовое оборудование, к пожарам на кабельных линиях. В тех случаях, когда благодаря большим значениям коэффициента чувствительности защитные аппараты своевременно отключают поврежденные цепи, не учет шунтирующего эффекта АД приводит к завышению расчетного значения интеграла Джоуля [2] и, как следствие, к неоправданно большим запасам оборудования и проводников по термической стойкости.Для проверки расчётно-теоретических исследований была проведена серия экспериментов с имитацией КЗ на экспериментальной электроустановке, созданной на базе ТЭЦ МЭИ, рис. 1. В состав электроустановки вошли лабораторный автотрансформатор (АТ) с переменным коэффициентом трансформации мощностью 15 кВА, асинхронный двигатель (М) мощностью 4 кВт типа 4А100S2УЗ. Автотрансформатор АТ подключен к сборке 0,4 кВ лаборатории электрического цеха ТЭЦ МЭИ.
Рис. 1. Принципиальная схема экспериментальной электроустановки
Сбор экспериментальных данных осуществлялся с помощью компьютера и многоканального аналого-цифрового преобразователя Е330, с периодом оцифровки 50 микросекунд. Управление модулем осуществлялось с помощью установленной на компьютере специализированной программы GUMETERS, разработанной на кафедре «Электрические станции» ГОУВПО «МЭИ (ТУ)». Регистрация сигналов осуществлялась с помощью датчиков тока, использующих эффект Холла, и с помощью резистивных делителей напряжения. Для имитации коротких замыканий разной электрической удаленности использовалось быстрое изменение коэффициента трансформации АТ, вызывавшее скачкообразное уменьшение напряжения на выводах АД. Малая продолжительность коммутации достигалась отключением выключателя QF1 от действия токовой отсечки при включении выключателя QF2, рис.1.Была проведена серия экспериментов с мгновенными изменениями напряжения АД со 100% на 69%, 54% и 43%, соответствующими металлическим КЗ разной удаленности и дуговым КЗ. За 100% напряжения принято 380 вольт. В ходе экспериментов регистрировались мгновенные значения фазных токов АД и мгновенные значения напряжений на выводах вторичной обмотки АТ.
Для получения уточненных значений параметров АД, используемого в экспериментах, были проведены дополнительные опыты пусков АД, рис. 2.
В начальный момент пуска ток АД составил 7,5 о.е., по отношению к номинальному току АД, и постепенно снижался до 1 о.е. по мере увеличения частоты вращения ротора АД. По величине снижения напряжения в процессе разворота АД уточнены параметры цепи питания АД.
На рис. 3 представлены осциллограммы тока и напряжения, при мгновенном снижении напряжения на вторичной обмотке АТ до 0,43ULV
Аналогичные осциллограммы были получены в ходе экспериментов при снижении напряжения на вторичной обмотке АТ до 0,54ULV и до 0,69ULV. Во всех исследованных случаях резкое снижение напряжения сопровождается кратковременным увеличением тока в статорной обмотке АД, обычным для начального момента КЗ. По мере затухания апериодических составляющих тока в роторных контурах, ток в статорных обмотках двигателя снижается и меняется его начальная фаза.
Рис. 2. Осциллограмма пуска двигателя 4А100S2УЗ: а) ток фазы С;
б) напряжение фазы С на выводах двигателя.
Рис. 3. Переходный процесс при снижении напряжения до 0,43ULV:
а) ток фазы С; б) напряжение фазы С на выводах АД Используя мгновенные значения фазных токов и фазных напряжений, был произведён анализ взаимного положения векторов тока статора АД и напряжения на выводах АД. В предшествующем КЗ режиме АД угол между векторами тока и напряжения близок к НОМ и зависит от загрузки АД. По модулю вектор напряжения превышал вектор сверхпереходной ЭДС. Резкое снижение напряжения на вторичной обмотке АТ вызвало уменьшение модуля и изменение фазы вектора напряжения в сторону увеличения углового сдвига φ. При этом модуль сверхпереходной ЭДС АД оказался больше модуля напряжения и двигатель начал подпитывать место КЗ. По мере затухания свободных процессов в роторных контурах АД уменьшался модуль и фаза вектора сверхпереходной ЭДС в сторону снижения угла при постоянном векторе напряжения. Через 30 миллисекунд, вектора напряжения и сверхпереходной ЭДС стали одинаковыми по модулю, но вектор ЭДС продолжает уменьшаться. С этого момента АД перешёл из режима подпитки в режим шунтирования КЗ.
По результатам проведённых экспериментов и сопоставления их с результатами расчёта был подтверждён факт существования эффекта шунтирования двигателем ветви КЗ. Было проведено сопоставление экспериментальных данных с расчетно-теоретическими, подтвердившее адекватность математической модели реальной установке с приемлемой для исследований точностью. На основе проведенных исследований можно сделать вывод о целесообразности учета шунтирующего эффекта АД при расчете токов КЗ в низковольтных электроустановках для моментов времени превышающих 20 миллисекунд. Наиболее существенно шунтирующий эффект АД проявляется при КЗ с остаточными напряжениями на сборках с АД от 0,25 – 0,5Uном, типичных для дуговых КЗ.
Для уточнения методики необходимо продолжить исследование в направлении уточнения влияния электрической дуги на шунтирующее действие АД. Литература
111250, г. Москва, Красноказарменная ул., д.14, т. (095) 362-78-72, (501) 431-58-78
e-mail: [email protected] , [email protected]
скачатьnenuda.ru
