厂用电动机的选择和自启动校验.ppt

1、第五章工厂用电线和设置修订，第五节工厂用电滚子的选择和自启动检查，教学内容，本节教学内容1，工厂用机械特性和电力拖动运动方程式2，工厂用电滚子的类型和特征3，工厂用电滚子的选择4，电滚子的自启动检查，掌门人页，一，工厂用机械特性和电力拖动运动方程式， 恒转矩负载：该设备的负载扭矩(电阻扭矩) M*m与转速n*无关，M*mf(n* )特性为水平直线，在图5-10中用直线1表示。 在热电站中属于这类机械的有破碎机、煤炭机械、绕线器、电动葫芦起重机等。 非线性扭矩负载：如图5-10的曲线2所示，这种设备的负载扭矩与转速的二次侧或高次侧成比例。 与图5-10、M*m0转速无关的摩擦开始负荷扭矩标记或值

2、通常取0.15，a指数与机械设备的样式有关。M*m=0.15 0.85，例如通风型负载扭矩与转速的平方成比例：非线性负载扭矩特性可以表示为下式3360，另一方面，工厂用机械特性和电力拖动运动方程式、电力拖动方程式、电滚子产生的电磁转矩Me(Nm )可以表示为用户针织面料的惯性矩J(kgm2 ) 常用飞轮惯性矩GD 2(nm2)表示，即：另一方面，工厂机械特性和功率拖动运动方程，(5-19 )在2) MeMm的情况下，dn/dt0，拖动3) MeMm时，dn/dt0、拖动系统变为减速状态。 一、工厂用机械特性和电力拖动运动方程式、二、工厂用电滚子的类型及其特征、电厂工厂用电系统使用的电滚子有异步

3、电滚子、同步电滚子和直流电滚子三种。 1 .异步电滚子和异步电滚子的机械特性是指，M*ef(n* )，M*ef(n* )是如图5 a到11 c所示的电滚子的电磁转矩Me和转速n之间的关系。图5-11、图5-2、工厂用电滚子的类型及其特征、(1)异步电滚子能够顺利启动的条件是，电滚子的启动扭矩M*e0必须大于拖动的机械处于n*0时的初始负载阻力扭矩M*m0，启动中的任何转速均为M*eM*m，剩馀直到电滚子的M*e f(n* )与拖动机械的M*mf(n* )相等的稳定动作点为止，如图5-11的1点或2点所示稳定动作。 (2)异步电滚子的特征：1)异步电滚子的起动采用直接起动方式。 该启动方式的启动

4、扭矩大，启动电流也大，会引起工厂用系统的电压下降和电机自身的发热，因此需要进行启动检查。 2 )笼式异步电滚子分为单笼式(结构简单、可靠、起动电流大)、深槽式和两笼式。 后者具有起动力矩大，起动电流小等优秀的起动性能。 3 )绕组式异步电滚子调速性能好，可在转子电路内引入感生电动势实现串联调速，可通过对转子电路串联调节电阻，调节电阻，从而在一定范围内对转速、起动转矩和起动电流进行调整。 二、工厂用电机的类型及其特点，二、工厂用电机的类型及其特征，二、同步电机、同步电机有一组励磁系统，可以在“前进”或“延迟”的不同工作状态下工作，调整工厂用电系统的功率因数。 同步电滚子的扭矩与电压成比例(异步电

5、滚子的扭矩与电压的平方成比例)，对电压变动不太敏感，运行稳定性好。 但同步电滚子结构复杂价格昂贵，启动控制麻烦。 因此，在工厂用电气系统中，有时仅用于大电力低旋转的机械设备。3 .直流电滚子、直流电滚子的特征不依赖于通过调节磁场电流，能够在大范围内进行均匀且平滑的调速、即起动扭矩大的工厂用交流电源。 但结构复杂，成本高，维护量大，工作可靠性差。 因此，直流电滚子被用于拖动对调速性能和起动性能要求高的工厂用机械。 三、厂用电滚子的选择、三、厂用电滚子的选择、厂用电滚子主要根据功率大小、起动扭矩的要求和调速的要求进行合理的选择。型号选择a )工厂用电滚子一般采用交流鼠笼式异步电滚子b )对于反复、

6、重负载启动或在狭小范围内进行调速的机械，例如电动葫芦起重机、说唱乐机等，可以选择卷线式异步电滚子或同步电滚子c )在大范围内调节转速或即使没有工厂用交流电源也可以工作工厂用电滚子的防护样式必须适应周围环境条件：室内干燥无尘场可使用开放式空气干净，水滴滴落场所最好使用防护式尘埃较多，湿气和水土飞散场所请使用密闭型。有爆炸性瓦斯气体的场所请使用防爆式。 电压、转速和容量选择a )电滚子的电压必须与工厂用供电网络电压一致b )电滚子的转速必须满足被拖拉的机械设备的要求c )电滚子的额定容量PN必须满足以额定电压和额定转速满载动作的机械设备的轴向力Ps，进行适当的储备，即333 PNPs，三，工厂用电

7、滚子选择，四，电滚子的自启动检查，1 .电滚子的自启动及其分类和要求，电滚子的自启动，保留着电滚子的转速下降(称为闲置线)，并且停止，在较短的时间(一般是1s左右)内工厂用电压恢复。 如果应用备份电源自动接通，则电滚子从空闲线自动启动转入稳定运行状态，这一过程称为电滚子的自启动。 电滚子自动启动的意义在于，重要的工厂用机械的电滚子参加自动启动，使发电机组不会因工厂用母线的暂时失压而停止。 减少供电中断经济损失，对电力线路可靠、安全、稳定运行具有重要意义。图5-14、4、电滚子的自起动检查、异步电滚子的扭矩M*e与其路端电压的平方U*2成正比。 随着电压的下降，电机扭矩急剧下降。 当U*下降到0

8、.7时，其最大扭矩M*emax与之相应地成为(0.7)221，如果电动机所牵引的机械是额定负载扭矩M*m1，则此时剩馀的扭矩成为负值，电动机受到制动而减速，进入不稳定运转区域，最终停止。 电滚子自起动时的电压的最低限度值，即最大转矩M *emax是与额定负载转矩(M*m1 )相等的电压，也称为临界电压U*cr，即：异步电滚子的M *emax与电滚子的型号和种类无关，约为1.82.4 .电动机自起动时的工厂电机自起动检查，2 .电机自起动检查，a )自起动时发生的问题：分组电机自起动时，由于起动电流大，引起工厂用电母线电压降低，电机发热。 b )为什么要进行电滚子自启动验证：参加自启动的电滚子太

9、多，总容量太大则启动电流过大，电压降太多，电动机会过热，威胁工厂用电网络的稳定运行和电滚子安全，自启动失败，发电机停机。 因此，为了使工厂用电母线电压达到要求的水平，需要进行电滚子的自起动检查。 电机自启动检查有电压校验和容量检查的2种方法。 四、电滚子的自动启动检查、电滚子的自动启动的工厂用母线电压检查、1 )单一电滚子的自动启动或组合电滚子的自动启动工厂用母线电压检查。 图5-15显示的是一组电滚子在工厂用高压母线上进行自启动的电路及其等效电路。从等效电路得到以下关系：图5-15，通过串联分压从启动开始瞬间起，高压工厂用母线电压为：4，电滚子的自启动检查，x*m参加自启动电滚子的等效电抗指

10、标值I*自启动电动机的启动电流总和的男同性恋值。U*0电源母线电压标准或值、电抗器供电时为1、无负载调压电压互感器供电时为1.05、有负载调压电压互感器供电时为1.1、U*1自启动时高压工厂用母线电压指标或值、x*t高压工厂用电压互感器或电抗器的电抗器男同性恋或值：4、电滚子的自启动检查对于分组电动机，如果所有的自起动电动机取平均的起动电流倍数Kav，全部电动机的总容量为Sm (kVA )，工厂用电压互感器的容量为St(kVA )，则全部电动机换算后的等效电抗指标值(以St为基准)可以写为： cos电机的效率和功率因数的乘积，一般取0.8，四，电滚子的自起动检查，2 )电滚子通过高压工厂用电压

11、互感器和低压工厂用电压互感器串联进行自起动工厂用母线电压检查。 图5-16表示工厂用高低压电压互感器串联，高低压电滚子自启动至云同步的等效电路。 假设工厂用高压母线本来就有负载S 0，从启动中开始S 0继续运转。 工厂用高压母线电压U *1进行检查。 在图5-16中，所有的电压、电流、电抗残奥仪表以高压工厂用电压互感器的额定容量为基准。 其中，U*2是工厂用低压母线电压的标准值x*t2是低压工厂用电压互感器的电抗男同性恋电阻或值x*1、x*2分别是自启动高低压电机的电抗指标或值I*t1是自启动时流经高压工厂用电压互感器的电流的标准或值。 I*0、I*1及I*2分别是原来的负载电流的指标或值及高

12、低压电动机的自启动电流的指标或值。图5-16、4、电滚子的自启动检查、电滚子的自启动时，电压方程式是U*0U*1I*t1 x*t1(I*0 I*1 I*2)x*t1、K0、K1、K2是S0、S1和S2分支电动机的自启动电流平均倍数。I*2所占的比重一般较小，可以省略，但若将K0=1、I*0、I*1代入式(5-28 )进行整理，将：4、电滚子的自起动检查、式中得到s*的高压工厂用电压互感器设为分割绕组电压互感器，则在上式中，代替St1，分割绕组电容STS 另外，上式中的工厂通过低压母线电压U*2进行检查。 由图5-16可知，工厂用低压母线具有负载S2，工厂用低压电压互感器容量为St2，现在以St

13、2为基准容量，工厂用低压电压互感器的电抗为x*t2。 按照前面的导出，4、电滚子的自启动检查、U*1U*2=I*2 x*t2、电滚子的自启动时、高、低母线电压关系是：将I*2的式代入式(5)，4、电滚子的自启动检查、电滚子的自启动容许容量检查、电压检查是已知的电滚子容量s *。 式(5-26 )可以求出的自起动马达容量为：或者，在云同步自起动马达容量超过容许容量的情况下，四、马达的自起动检查，在云同步自起动马达容量超过容许容量的情况下，可以采用以下的手段，将低电压保护装置取入不重要的设备的电滚子2 )电阻扭矩一定关键设备的电机不参加自起动。 这种类型的电滚子只能在接近额定电压的表兄弟下启动，因

14、此也采用低电压保护，当工厂用母线电压低于阈值时，将其从工厂用母线上断开，等到工厂用母线电压恢复后自动接通。 由此，能够保证未被切断的关键设备电滚子的顺利启动。 3 )对于重要的机械设备，选择具有高起动扭矩和容许过载倍数的大电滚子。4 )在不得已的情况下，另外选择大容量的工厂用电压互感器，或者限制短路电流而允许的情况下，适当减小工厂用电压互感器的阻抗值。 四、电滚子的自动启动检测，x*t=1.1Uk /100=1.18/1000.088，即，允许自动启动的电滚子的总容量为11437 kW。 解由表5-8可知，如高温高压热电站在高压工厂用工作电压互感器下使工厂用电滚子自启动时所要求的工厂用母线电压的最小值为0.65的高压工厂用作业电压互感器那