5.3. Самозапуск электродвигателей собственных нужд

Самозапуском называется восстановление нормальной работы электродвигателя без вмешательства персонала после кратковременного перерыва электроснабжения или глубокого снижения напряжения. Если по какой-либо причине исчезло (кроме отключения КЗ в сети С.Н. выключателем ввода) рабочее питание секции шин С.Н. или всех С.Н. блока, с помощью устройства аварийного ввода резерва (АВР) будет подано резервное питание. За время отсутствия питания частота вращения механизмов С.Н. снижается. После восстановления питания в самозапуске будут участвовать все двигатели, которые остались подключенными к шинам.

При коротком замыкании (КЗ) в сети С.Н. напряжение снижается на выводах близко расположенных двигателей. Если КЗ произошло за реактором или за трансформатором 6/0,4 кВ, то значительное снижение напряжения происходит в зоне, ограниченной этим реактором или трансформатором. Чем ближе точка КЗ к источнику питания (ТСН), тем больше зона снижения напряжения. После отключения поврежденного участка релейной защитой напряжение в остальной части сети С.Н. восстановится. При этом в самозапуске будут одновременно участвовать лишь те двигатели, у которых напряжение снизилось до значения, вызвавшего увеличение скольжения до s_m и более. В отличие от первого случая двигатели все время остаются соединенными с источником питания.

Выключатели электродвигателей напряжением 6(10) кВ, подлежащих самозапуску, в большинстве случаев во время перерыва питания остаются включенными. Двигатели, самозапуск которых не требуется или не может быть обеспечен, должны до восстановления напряжения отключиться от сети своими выключателями с помощью защиты минимального напряжения. Двигатели напряжением 380 В, включенные через магнитные пускатели или контакторы, как правило, в самозапуске не участвуют, если за время отсутствия напряжения эти аппараты успеют отключиться. При необходимости обеспечения самозапуска таких двигателей приходится принимать специальные меры.

Самозапуск считается обеспеченным, если после восстановления напряжения агрегат разогнался до нормальной частоты вращения и продолжает длительно работать с нормальными производительностью механизма и нагрузкой электродвигателя. Самозапуск следует применять только для тех механизмов, для которых он действительно необходим. При этом главная задача – сохранить работу блока с заданной производительностью. Так называемый «ступенчатый» самозапуск (поочередный самозапуск нескольких групп двигателей) в С.Н. ТЭС не применяется.

Самозапуск электродвигателей имеет следующие основные отличия от пуска:

1) в момент восстановления напряжения все двигатели или их значительная часть вращаются. Поэтому в начале самозапуска момент вращения двигателя больше, чем при пуске при том же напряжении;

2) на отключившихся шинах при их быстром подключении к резервному источнику питания имеется некоторое остаточное напряжение;

3) самозапуск происходит, как правило, при нагруженном механизме, что может привести к увеличению длительности разгона и повышению температуры обмоток двигателей;

4) в самозапуске участвует одновременно значительная группа двигателей, вследствие чего токи в сети С.Н. увеличиваются, снижается напряжение на выводах двигателей и соответственно уменьшается вращающий момент.

Весь процесс самозапуска можно разделить на два этапа. Первый этап – выбег механизмов – происходит от момента нарушения до момента восстановления питания электродвигателей, Второй этап – разгон и восстановление рабочего режима механизмов.

В общем случае выбег представляет собой сложный процесс. Всякий двигатель при выбеге развивает ЭДС в обмотке статора. У асинхронных двигателей она невелика, у синхронных значительна. При значительной ЭДС на процессе выбега сказывается взаимное влияние двигателей: агрегаты с более высоким моментом инерции работают как генераторы, а с малым моментом инерции – как двигатели, и изменение частоты вращения всех агрегатов происходит одинаково. Такой выбег называется групповым. Он имеет место, пока остаточное напряжение на шинах не снизится до 0,25 U_ном. В дальнейшем взаимное влияние двигателей не сказывается и выбег каждого агрегата происходит как индивидуальный.

В системе С.Н. ТЭС применяются главным образом асинхронные двигатели, остаточное напряжение которых снижается до 0,25 U_ном не более чем за 1 с. Поэтому выбег механизмов С.Н. можно считать индивидуальным.

Большинство механизмов С.Н. имеет механическую характеристику (зависимость момента сопротивления от угловой скорости), близкую к вентиляторной ( . Выбег таких механизмов, если пренебречь их моментом трения, происходит по закону

, (5.6)

где - угловая скорость, отн. ед., отнесенная к синхронной угловой скорости; t – время момента нарушения питания, с; - механическая постоянная времени агрегата, с, при коэффициенте загрузки двигателя

. (5.7)