самозапуск електродвигунів

Короткочасне зниження або повне зникнення напруги на шинах власних потреб, викликане коротким замиканням або перемиканням на резервне живлення через автоматичного або помилкового ручного відключення робочого харчування, веде до зниження частоти обертання двигунів аж до повної зупинки частини з них. Для збереження в роботі основних агрегатів електростанції двигуни відповідальних механізмів при цьому не відключаються від шин. Після усунення причини короткочасного порушення електропостачання вони відновлюють нормальну частоту обертання без втручання персоналу. Такий процес називається самозапуску.

Тривалість самозапуску двигунів не повинна перевищувати 30-35 с для станції середнього тиску через небезпеку пошкодження обмоток двигунів від перегріву; 20-25 с для станції високого тиску з поперечними зв'язками і 15-20 с для блокових станцій через можливість відключення котелень або блокових агрегатів технологічним захистом при більш тривалому самозапуску.

При відключенні живлення напруга на секції з невід-винятком двигунами зникає не відразу, а за рахунок електромагнітної і кінетичної енергії, запасеної двигунами, загасає за час 1-1,5 с і при наявності синхронних двигунів - навіть до 3 с. Беруть участь в груповому вибігу двигуни механізмів з великим моментом інерції (вентилятори, димососи) працюють в цьому випадку в режимі генераторів, віддаючи частину енергії двигунів механізмів з меншим моментом інерції, які працюють в руховому режимі.

Частота затухаючого напруги при груповому вибігу в міру гальмування двигунів зменшується зі швидкістю приблизно 4-7 Гц / с (рис. 6.1). Груповий вибіг триває до зниження напруги на секції до (0,25 0,2) f / ном, після чого двигуни зупиняються незалежно один від одного.

Через зниження частоти затухаючого напруги воно швидко відстає по фазі від напруги мережі. Уже через 03-04 с з моменту відключення живлення секції кут розбіжності напруги досягає 180 °. При цьому різниця напруги на секції і в мережі може досягти (1,6- 1,8) [/ Н ом. У разі самовільного або помилковому відключенні робочого харчування, а в деяких випадках і при дії швидкодіючих захистів напруга на секцію від АВР подається через 0,4-0,5 с, т. Е. В момент протифази. Незважаючи на це перехідні струми в двигунах близькі до нормальних пусковим струмів через значне падіння напруги в джерелі резервного живлення від одночасного самозапуску потужної групи двигунів. Тому пошкоджень двигунів при замозапуске від динамічних зусиль в обмотках не спостерігається.

При КЗ на шинах секції або поблизу шин напруга на шинах знизиться до нуля і вибіг двигунів буде відбуватися незалежно один від одного. Час загасання перехідного струму, який двигуни будуть посилати до місця КЗ, приблизно дорівнює 0,3 с. Гальмування двигуна від це-

Мал. 6.1. Загасання напруги і частоти на шинах с. н. 6 кВ блоку 300 МВт при груповому вибігу після відключення джерела живлення:

1,2- навантаження на секції 940 А, в вибігу бере участь синхронний двигун млини; 3, 4 - навантаження на секції 1370 А, вибіг без млина

го струму через короткочасність процесу невелика і складає в залежності від типу механізму всього лише 0,8-3% нормальної частоти обертання.

Самозапуск двигунів до нормальної частоти обертання відбувається каскадно (рис. 6.2). Першими закінчують розбіг двигуни механізмів з легкими умовами пуску, наприклад циркуляційних (Цен), конденсатних насосів. Завдяки зниженню пускових струмів цих двигунів до номінальних напруга на секції підвищується, що полегшує розгін інших двигунів: живильних насосів (ПЕН), димососів (Д), дуттєвих вентиляторів (ДВ) і т.д. Каскадний розбіг двигунів дозволяє забезпечити їх самозапуск при початковій напрузі трохи нижче того, який потрібен для двигунів механізмів з важкими умовами пуску.

Чим короткочасну перерву харчування, тим менше двигуни встигають загальмуватися, тим менше їхні пускові струми і більше початкова напруга на шинах після включення резервного живлення і, отже, тим б-

стрей самозапуск двигунів. Тому слід по можливості скорочувати час дії захистів і АВР на власні потреби. Перерва в харчуванні при дії АВР не повинен бути більше 0,7 с при роботі швидкодіючих захистів джерела живлення шин с. н. (Власний час дії захисту і АВР); 1,5-2 с - при роботі максимального струмового захисту джерела живлення; 2,5-3 с -

Мал. 6.2. Зміна струму і напруги секцій і електродвигунів с. н. блоку 300 МВт при самозапуску після перерви живлення 2,5 з

при відключенні джерела живлення пусковим органом мінімальної напруги АВР.

Гранично допустима тривалість перерви обмежується також режимом роботи котлоагрегату. Перерва більше 3 з викликає таке зниження частоти обертання тягодутьевих механізмів, при якому факел в топці може згаснути. Одночасне подальше відновлення роботи тягодутьевих механізмів і живильників палива може призвести до вибуху в топці котла. Тому при тривалих перервах харчування двигуни дуттєвих вентиляторів відключаються захистом мінімальної напруги з витримкою часу 4-10 с (в залежності від виду палива). Потім від блокування відключаються мірошницькі вен-

тілятори і живильники палива. Отже, при перервах харчування с. н. на 4 с і більше робота котлоагрегату порушується і самозапуск двигунів не тільки не має сенсу, але навіть і неприпустимий.

Самозапуск відповідальних двигунів після перерви харчування повинен забезпечуватися: на ТЕЦ з шинами генераторного напруги - від ненагруженного резервного джерела живлення, на станціях з блочними агрегатами 165 МВт і вище - від резервного трансформатора, вже навантаженого на 50%. Попередню навантаження резервного трансформатора на 50% доводиться враховувати, оскільки вона відповідає режиму пуску або зупинки блоку ог резервного трансформатора, а блоки пускаються і зупиняються порівняно часто і пуск їх з холодного стану тривалий.

Для полегшення самозапуску все невідповідальні двигуни при зниженні напруги на шинах с. н. до (0,6 0,7) Сном відключаються захистом мінімальної напруги з витримкою 0,5 с. Невідповідальні синхронні двигуни, наприклад кульових млинів, автоматично відключаються одночасно з відключенням вимикача робочого живлення. Це скорочує тривалість загасання залишкової напруги і прискорює дію захисту мінімальної напруги. Напруга на резервне джерело живлення прагнуть підтримувати на 10 ° / о вище номінальної напруги двигуна.

Деякі особливості має самозапуск відповідальних механізмів (поживних або циркуляційних насосів) з синхронними двигунами. При перерві харчування менш 0,5 с входження двигуна в синхронізм відбувається досить швидко, якщо обертає асинхронний момент двигуна забезпечує збільшення частоти обертання, необхідне для втягування в синхронізм. Велику допомогу в цьому забезпечує форсування збудження. При недостатньому аеінхронном моменті (занадто низька відновлюється напруга, робота з обмоткою ротора, замкнутої на якір збудника), а також при перервах в харчуванні більше 0,5 с втягування в синхронізм може не відбутися, і тоді буде потрібно ресинхронізація під навантаженням або повторний пуск, якщо можлива короткочасна зупинка механізму. Це здійснюється спеціальними схемами автоматики, які впливають на відключення АГП і замикання обмотки ротора на опір, в 7-10 разів перевищує опір цієї обмотки, з одночасною форсировкой збудження (проводиться ресинхронізація) або призводять в дію нормальну схему пуску після відновлення напруги на с. н. У разі необхідності схема ресинхронізації доповнюється автоматикою розвантаження механізму.

Для успішності самозапуску початкова напруга на шинах с. н. має бути достатнім, щоб створити надлишкових

Мал. 6.3. Залежність кратності струму двигунів при самозапуску (в порівнянні з його значенням для загальмованих двигунів) від тривалості перерви харчування при дії АВР

точний момент для розбігу всіх основних двигунів, а тривалість розбігу двигунів, що залежить як від початкової напруги, так і швидкості його відновлення, не повинна перевищувати гранично допустиму.

Точний розрахунок самозапуска може бути проведений графоаналітичним методом послідовних інтервалів. Але цей метод громіздкий і дуже трудомісткий. З достатнім ступенем точності успішність самозапуска може бути перевірена за методом еквівалентного двигуна, розробленого в Союзтехенерго.

Встановлено, що при перерві харчування не більше 2 3 з самозапуск двигунів проходить успішно, якщо початкове напряжеіе на шинах після включення резервного джерела живлення становить: [/ поч = 0,5 £ / В ом, дв - для станції середнього тиску з коефіцієнтом завантаження двигунів / C3 = 0,6-f-0,7 і £ / на ч = (0,64-0,63) £ / ном, дв - для станції високого тиску с / Се = 0,84-0,9.

За результатами численних дослідів визначено відносний сумарний струм самозапуска (віднесений до сумарному струму самозапуску зупинилися двигунів) в залежності від тривалості перерви харчування (рис. 6.3). В межах перерв харчування від 0,5 до 3 з сумарний струм самозапуска двигунів зростає від 0,55 до 0,87 сумарного пускового струму зупинилися двигунів.

Початкова напруга на шинах в.п. при самозапуску двигунів від резервного ненагруженного джерела живлення визначається за формулою

де U * = 1,05 - = - 1,1-напруга XX джерела живлення, отн. од .; Кп - номінальна кратність пускового струму двигуна, відносна. од .; Кг - коефіцієнт, що враховує зменшення пускового струму двигунів при самозапуску в порівнянні з його значенням для зупинених двигунів (див. Рис. 6.3); X s, - сумарний опір ланцюга харчування (системи, трансформатора, реактора, лінії, шин).

Приклад. Визначити значення початкової напруги при самозапуску двигунів с. н. блочного агрегату потужністю 200 МВт після перерви харчування 2 с. У самозапуску беруть участь двигуни млинового вентилятора (MB), живильного насоса (ПЕН), димососа (Д), дутьевого вентилятора (ДВ), вентилятора гарячого дуття (ВОТ), конденсатор-тного насоса (КН), циркуляційного насоса (ЦН) і резервного віз * будителя (РВ).

Таблиця 6.1. параметри двигунів