Самозапуск электродвигателей 380 В

Под явлением самозапуска электродвигателей понимается следующее: при к.з. на линии она отключается релейной защитой и электродвигатели, питающиеся от нее останавливаются. Затем линия снова включается в работу и остановившиеся электродвигатели одновременно начинают разворачиваться. За счет этого резко возрастает ток по линии, могущий вызвать повторное, неправильное отключении линии защитой. Такое явление в современных сетях при массовом применении АПВ и АВР следует учитывать при расчете уставок релейной защиты.

Ток самозапуска электродвигателей определяется по выражению:

где:

• U – расчетное линейное напряжение, В;
• ∑х – суммарное пусковое индуктивное сопротивление электродвигателя и питающих линий и трансформаторов.

Сопротивление энергосистемы обычно можно не учитывать. Активные сопротивления для упрощения расчетов также не учитываются.

Сопротивление электродвигателя при пуске определяется по выражению:

где:

• Uном. – номинальное напряжение электродвигателя, В;
• Iном. – номинальный ток, А;
• Iп=k* Iном. – пусковой ток, А;
• k – кратность пускового тока к номинальному при номинальном напряжении.

Все эти данные помещаются на щитке электродвигателя, в каталогах и других справочных материалах.

Пример определение тока самозапуска электродвигателей при АПВ

Требуется определить ток самозапуска электродвигателей при АПВ питающей линии. От трансформатора 6/0,4 кВ мощностью 400 кВА, Uк% = 4,5% питаются следующие электродвигатели серии А, 1000 об/мин:

Мощность, кВт	Номинальный ток, А	Кратность пускового тока, k	Количество двигателей	Пусковая аппаратура
10	20,3	7	10	Рубильник
22	43	7	5	Пускатель обычный
40	75,1	7	2	Пускатель для обеспечения самозапуска
75	139	7	1

Решение:

Время АПВ в распределительных сетях по условию готовности привода выключателя линии к действию и для повышения успешности АПВ обычно принимается не менее 1-1,5 с. За это время пускатели электродвигателей 22 кВт отпадут, и в процессе самозапуска эти электродвигатели не участвуют.

Электродвигатели 40 и 75 кВт в соответствии с рекомендациями [Л2] имеют магнитные пускатели, реконструированные для обеспечения самозапуска. Электродвигатели 10 кВт в соответствии с [Л1] пускаются обычными рубильниками; персонал предприятия за время АПВ отключить эти электродвигатели не успевает.

Таким образом, в процессе самозапуска участвуют электродвигатели мощностью 10, 40 и 75 кВт.

Пользоваться выражением (2), определять сопротивление каждого электродвигателя в отдельности и затем определять сопротивление параллельно включенных электродвигателей в данном случае неудобно из-за громоздких вычислений. Поэтому выражение (1) приводится к более удобному виду:

где:

• ∑Iном.*k – сумма пусковых токов всех электродвигателей, участвующих в процессе самозапуска.
• хт =0,018 Ом – индуктивное сопротивление трансформатора, принято по ГОСТ 12022-76.

Подставим в формулу (3) числовые значения, получим:

Что в 4,35 раза больше номинального тока 580 А трансформатора 400 кВА.

Действительный ток самозапуска будет меньше, так как не были учтены сопротивления сети 0,4 кВ и питающей сети 6 кВ.

Если учесть сопротивление сети 6 кВ и принять его равным 5 Ом, то ток самозапуска будет равен:

Сравнительно небольшое уменьшение тока самозапуска вызвано тем, что даже достаточно большое сопротивление сети 6 кВ 5 Ом, пересчитанное на напряжение 0,4 кВ, равно всего 0,022 Ом. По сравнению с сопротивлением трансформатора и электродвигателей (0,018+0,063 = 0,081 Ом) эта величина незначительна. В то же время этот пример показывает, что в распределительных сетях, выполненных воздушными линиями с достаточно большим сопротивлением, всегда следует проверять влияние этой сети на ток самозапуска, так как им определяется ток срабатывания защиты и ее чувствительность.

В кабельных сетях крупных городов или промышленных предприятий индуктивное сопротивление кабелей 6-10 кВ очень мало и обычно может не учитываться. Токи к.з. в таких сетях обычно достаточны для обеспечения чувствительности защиты.

Напряжение на шинах 0,4 кВ определяется по выражению:

Uш=√3*хсз*Iсз = 1,73*0,063*2530 = 275 В или 275/400 = 0,69 номинального

Такое напряжение обычно достаточно для обеспечения самозапуска самих двигателей, но может оказаться недостаточным для срабатывания магнитных пускателей электродвигателей (в данном примере электродвигателей мощностью 40 и 75 кВт). Хотя схема этих пускателей и обеспечивает подачу на них напряжения при самозапуске, но значение его мало, так как напряжение срабатывания пускателей составляет около 0,7-08 номинального, или (0,7-0,8)*380 = 265 – 305 В, а напряжение на них будет меньше напряжения на шинах 400 В из-за потери напряжения в сети 400 В.

В данном примере и подобных следует обратить внимание на значения номинальных напряжений: для электродвигателей и пускателей оно равно 380 В, для трансформаторов – 400 В.

Литература:
1. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Седьмое издание. 2008г.
2. Сборник директивных материалов. Электрическая часть. 1971 г.