Струми короткого замикання від електродвигунів
Додатково на тему
СТРУМИ КОРОТКОГО Замикання від електродвигунів
Збільшення струму у місці к. з. за рахунок підживлення від синхронних та асинхронних двигунів помітно проявляється у тих випадках, коли потужний двигун (або група двигунів) підключений у безпосередній близькості до точки пошкодження. Такі умови виникають в установках 3-6 кВ власних потреб теплових станцій чи підстанціях підприємств із двигунами 6-10 кВ.
При раптовому трифазному к. з. на затискачі двигуна або за малим зовнішнім опором (наприклад, за кабелем) за рахунок запасеної електромагнітної енергії двигун посилає струм до місця пошкодження. Цей струм у процесі к. з. у асинхронного двигуна спадає до нуля, а у синхронного - до значення, що визначається, що визначається струмом збудження.
Підживлення від двигунів слід враховувати під час перевірки апаратів та провідників РУ 3-10 кВ за умовами к. з., а також при розрахунку релейного захисту обладнання 3-10 кВ. Для зазначених цілей треба знати надперехідний струм двигуна, ударний струм, періодичну та аперіодичну складові струму у довільний момент t перехідного процесу і в момент відключення к. з. t, тобто.
Загальний вираз для періодичної складової струму асинхронного двигуна через t після початку к. з. має вигляд
де I" - надперехідний струм; I' - перехідний струм; T" і T' - постійні часу загасання надперехідного та перехідного струмів відповідно.
Періодичний струм синхронного двигуна містить струм , тому для нього вираз періодичної складової буде мати вигляд:
Облік двох складових вільного струму з постійними Т" і T' робить розрахунок періодичного струму двигуна досить громіздким. Значення з прийнятною для практичних розрахунківточністю можна отримати, користуючись спрощеною формулою, де замість двох експонентів прийнято одну експоненту з розрахункової постійної часу (визначення див. нижче).
Спрощений вираз для періодичної складової струму для асинхронного двигуна має вигляд
для синхронного двигуна
Аперіодичну складову струму к. з. синхронного або асинхронного двигуна можна уявити виразом
де - Постійна часу аперіодичного струму.
Найбільший аперіодичний струм буде при початковому значенні, що дорівнює
Наведені вирази струмів справедливі одиничного двигуна. У разі групи двигунів здійснюють заміну групи еквівалентним двигуном (див. нижче) і визначають всі розрахункові струми () від групи двигунів як струми від одиничного еквівалентного двигуна.
Надперехідний струм двигуна
Надперехідний струм - це значення періодичної складової струму, що діє, в початковий момент к. з. Підставивши t=0 у загальний вираз струму знайдемо:
Струм I" визначають як:
де Е" - надперехідна е. д. с. двигуна; х" - надперехідний індуктивний опір.
Значення Е залежить від параметрів двигуна та його завантаження до к. з.; його можна знайти приблизно за співвідношенням
де - Напруга, струм і фазовий кут двигуна в навантажувальному режимі.
Знак "-" відповідає асинхронному двигуну та недозбудженому синхронному, знак "+" - перезбудженому синхронному двигуну. За відсутності вихідних даних можна приймати Е=0,9 для асинхронного двигуна і Е=1,1 для синхронного.
Надперехідний індуктивний опір х" для асинхронного двигуна в каталозі зазвичай не наводиться, тому надперехідний струм його визначають за кратністю пускового струму:
Для синхронногодвигуна та асинхронного двигуна типу ВДД слід приймати
Ударний струм двигуна
Загальний вираз ударного струму для двигуна те саме, що й для генератора (див. розділ):
Так як постійні часу згасання періодичної та аперіодичної складових струму у двигуна близькі один до одного, то при визначенні слід враховувати згасання обох складових, тобто.
де - Чинне значення періодичного струму при t = 0,01 с - аперіодичний струм при t = 0,01 с.
Використовуючи наведену вище спрощену формулу для струму, отримаємо наступний вираз ударного коефіцієнта:
Середні значення для різних серій асинхронних двигунів дано в табл. 38-8.
Ударний коефіцієнт можна приблизно визначити за рис. 38-41, де дано залежність від номінальної потужності асинхронного двигуна.
Для синхронних двигунів ударний коефіцієнт зазвичай лежить у межах 1,75-1,9, причому верхнє значення відноситься до найбільш потужних двигунів (10-12 МВт в одиниці).
Таблиця 38-8 Середні значення постійних часу для серій асинхронних двигунів