1、第五章工廠用電線和設置修訂，第五節(jié)工廠用電滾子的選擇和自啟動檢查，教學內容，本節(jié)教學內容1，工廠用機械特性和電力拖動運動方程式2，工廠用電滾子的類型和特征3，工廠用電滾子的選擇4，電滾子的自啟動檢查，掌門人頁，一，工廠用機械特性和電力拖動運動方程式， 恒轉矩負載：該設備的負載扭矩(電阻扭矩) M*m與轉速n*無關，M*mf(n* )特性為水平直線，在圖5-10中用直線1表示。 在熱電站中屬于這類機械的有破碎機、煤炭機械、繞線器、電動葫蘆起重機等。 非線性扭矩負載：如圖5-10的曲線2所示，這種設備的負載扭矩與轉速的二次側或高次側成比例。 與圖5-10、M*m0轉速無關的摩擦開始負荷扭矩標記或值

2、通常取0.15，a指數與機械設備的樣式有關。M*m=0.15 0.85，例如通風型負載扭矩與轉速的平方成比例：非線性負載扭矩特性可以表示為下式3360，另一方面，工廠用機械特性和電力拖動運動方程式、電力拖動方程式、電滾子產生的電磁轉矩Me(Nm )可以表示為用戶針織面料的慣性矩J(kgm2 ) 常用飛輪慣性矩GD 2(nm2)表示，即：另一方面，工廠機械特性和功率拖動運動方程，(5-19 )在2) MeMm的情況下，dn/dt0，拖動3) MeMm時，dn/dt0、拖動系統(tǒng)變?yōu)闇p速狀態(tài)。 一、工廠用機械特性和電力拖動運動方程式、二、工廠用電滾子的類型及其特征、電廠工廠用電系統(tǒng)使用的電滾子有異步

3、電滾子、同步電滾子和直流電滾子三種。 1 .異步電滾子和異步電滾子的機械特性是指，M*ef(n* )，M*ef(n* )是如圖5 a到11 c所示的電滾子的電磁轉矩Me和轉速n之間的關系。圖5-11、圖5-2、工廠用電滾子的類型及其特征、(1)異步電滾子能夠順利啟動的條件是，電滾子的啟動扭矩M*e0必須大于拖動的機械處于n*0時的初始負載阻力扭矩M*m0，啟動中的任何轉速均為M*eM*m，剩馀直到電滾子的M*e f(n* )與拖動機械的M*mf(n* )相等的穩(wěn)定動作點為止，如圖5-11的1點或2點所示穩(wěn)定動作。 (2)異步電滾子的特征：1)異步電滾子的起動采用直接起動方式。 該啟動方式的啟動

4、扭矩大，啟動電流也大，會引起工廠用系統(tǒng)的電壓下降和電機自身的發(fā)熱，因此需要進行啟動檢查。 2 )籠式異步電滾子分為單籠式(結構簡單、可靠、起動電流大)、深槽式和兩籠式。 后者具有起動力矩大，起動電流小等優(yōu)秀的起動性能。 3 )繞組式異步電滾子調速性能好，可在轉子電路內引入感生電動勢實現串聯調速，可通過對轉子電路串聯調節(jié)電阻，調節(jié)電阻，從而在一定范圍內對轉速、起動轉矩和起動電流進行調整。 二、工廠用電機的類型及其特點，二、工廠用電機的類型及其特征，二、同步電機、同步電機有一組勵磁系統(tǒng)，可以在“前進”或“延遲”的不同工作狀態(tài)下工作，調整工廠用電系統(tǒng)的功率因數。 同步電滾子的扭矩與電壓成比例(異步電

5、滾子的扭矩與電壓的平方成比例)，對電壓變動不太敏感，運行穩(wěn)定性好。 但同步電滾子結構復雜價格昂貴，啟動控制麻煩。 因此，在工廠用電氣系統(tǒng)中，有時僅用于大電力低旋轉的機械設備。3 .直流電滾子、直流電滾子的特征不依賴于通過調節(jié)磁場電流，能夠在大范圍內進行均勻且平滑的調速、即起動扭矩大的工廠用交流電源。 但結構復雜，成本高，維護量大，工作可靠性差。 因此，直流電滾子被用于拖動對調速性能和起動性能要求高的工廠用機械。 三、廠用電滾子的選擇、三、廠用電滾子的選擇、廠用電滾子主要根據功率大小、起動扭矩的要求和調速的要求進行合理的選擇。型號選擇a )工廠用電滾子一般采用交流鼠籠式異步電滾子b )對于反復、

6、重負載啟動或在狹小范圍內進行調速的機械，例如電動葫蘆起重機、說唱樂機等，可以選擇卷線式異步電滾子或同步電滾子c )在大范圍內調節(jié)轉速或即使沒有工廠用交流電源也可以工作工廠用電滾子的防護樣式必須適應周圍環(huán)境條件：室內干燥無塵場可使用開放式空氣干凈，水滴滴落場所最好使用防護式塵埃較多，濕氣和水土飛散場所請使用密閉型。有爆炸性瓦斯氣體的場所請使用防爆式。 電壓、轉速和容量選擇a )電滾子的電壓必須與工廠用供電網絡電壓一致b )電滾子的轉速必須滿足被拖拉的機械設備的要求c )電滾子的額定容量PN必須滿足以額定電壓和額定轉速滿載動作的機械設備的軸向力Ps，進行適當的儲備，即333 PNPs，三，工廠用電

7、滾子選擇，四，電滾子的自啟動檢查，1 .電滾子的自啟動及其分類和要求，電滾子的自啟動，保留著電滾子的轉速下降(稱為閑置線)，并且停止，在較短的時間(一般是1s左右)內工廠用電壓恢復。 如果應用備份電源自動接通，則電滾子從空閑線自動啟動轉入穩(wěn)定運行狀態(tài)，這一過程稱為電滾子的自啟動。 電滾子自動啟動的意義在于，重要的工廠用機械的電滾子參加自動啟動，使發(fā)電機組不會因工廠用母線的暫時失壓而停止。 減少供電中斷經濟損失，對電力線路可靠、安全、穩(wěn)定運行具有重要意義。圖5-14、4、電滾子的自起動檢查、異步電滾子的扭矩M*e與其路端電壓的平方U*2成正比。 隨著電壓的下降，電機扭矩急劇下降。 當U*下降到0

8、.7時，其最大扭矩M*emax與之相應地成為(0.7)221，如果電動機所牽引的機械是額定負載扭矩M*m1，則此時剩馀的扭矩成為負值，電動機受到制動而減速，進入不穩(wěn)定運轉區(qū)域，最終停止。 電滾子自起動時的電壓的最低限度值，即最大轉矩M *emax是與額定負載轉矩(M*m1 )相等的電壓，也稱為臨界電壓U*cr，即：異步電滾子的M *emax與電滾子的型號和種類無關，約為1.82.4 .電動機自起動時的工廠電機自起動檢查，2 .電機自起動檢查，a )自起動時發(fā)生的問題：分組電機自起動時，由于起動電流大，引起工廠用電母線電壓降低，電機發(fā)熱。 b )為什么要進行電滾子自啟動驗證：參加自啟動的電滾子太

9、多，總容量太大則啟動電流過大，電壓降太多，電動機會過熱，威脅工廠用電網絡的穩(wěn)定運行和電滾子安全，自啟動失敗，發(fā)電機停機。 因此，為了使工廠用電母線電壓達到要求的水平，需要進行電滾子的自起動檢查。 電機自啟動檢查有電壓校驗和容量檢查的2種方法。 四、電滾子的自動啟動檢查、電滾子的自動啟動的工廠用母線電壓檢查、1 )單一電滾子的自動啟動或組合電滾子的自動啟動工廠用母線電壓檢查。 圖5-15顯示的是一組電滾子在工廠用高壓母線上進行自啟動的電路及其等效電路。從等效電路得到以下關系：圖5-15，通過串聯分壓從啟動開始瞬間起，高壓工廠用母線電壓為：4，電滾子的自啟動檢查，x*m參加自啟動電滾子的等效電抗指

10、標值I*自啟動電動機的啟動電流總和的男同性戀值。U*0電源母線電壓標準或值、電抗器供電時為1、無負載調壓電壓互感器供電時為1.05、有負載調壓電壓互感器供電時為1.1、U*1自啟動時高壓工廠用母線電壓指標或值、x*t高壓工廠用電壓互感器或電抗器的電抗器男同性戀或值：4、電滾子的自啟動檢查對于分組電動機，如果所有的自起動電動機取平均的起動電流倍數Kav，全部電動機的總容量為Sm (kVA )，工廠用電壓互感器的容量為St(kVA )，則全部電動機換算后的等效電抗指標值(以St為基準)可以寫為： cos電機的效率和功率因數的乘積，一般取0.8，四，電滾子的自起動檢查，2 )電滾子通過高壓工廠用電壓

11、互感器和低壓工廠用電壓互感器串聯進行自起動工廠用母線電壓檢查。 圖5-16表示工廠用高低壓電壓互感器串聯，高低壓電滾子自啟動至云同步的等效電路。 假設工廠用高壓母線本來就有負載S 0，從啟動中開始S 0繼續(xù)運轉。 工廠用高壓母線電壓U *1進行檢查。 在圖5-16中，所有的電壓、電流、電抗殘奧儀表以高壓工廠用電壓互感器的額定容量為基準。 其中，U*2是工廠用低壓母線電壓的標準值x*t2是低壓工廠用電壓互感器的電抗男同性戀電阻或值x*1、x*2分別是自啟動高低壓電機的電抗指標或值I*t1是自啟動時流經高壓工廠用電壓互感器的電流的標準或值。 I*0、I*1及I*2分別是原來的負載電流的指標或值及高

12、低壓電動機的自啟動電流的指標或值。圖5-16、4、電滾子的自啟動檢查、電滾子的自啟動時，電壓方程式是U*0U*1I*t1 x*t1(I*0 I*1 I*2)x*t1、K0、K1、K2是S0、S1和S2分支電動機的自啟動電流平均倍數。I*2所占的比重一般較小，可以省略，但若將K0=1、I*0、I*1代入式(5-28 )進行整理，將：4、電滾子的自起動檢查、式中得到s*的高壓工廠用電壓互感器設為分割繞組電壓互感器，則在上式中，代替St1，分割繞組電容STS 另外，上式中的工廠通過低壓母線電壓U*2進行檢查。 由圖5-16可知，工廠用低壓母線具有負載S2，工廠用低壓電壓互感器容量為St2，現在以St

13、2為基準容量，工廠用低壓電壓互感器的電抗為x*t2。 按照前面的導出，4、電滾子的自啟動檢查、U*1U*2=I*2 x*t2、電滾子的自啟動時、高、低母線電壓關系是：將I*2的式代入式(5)，4、電滾子的自啟動檢查、電滾子的自啟動容許容量檢查、電壓檢查是已知的電滾子容量s *。 式(5-26 )可以求出的自起動馬達容量為：或者，在云同步自起動馬達容量超過容許容量的情況下，四、馬達的自起動檢查，在云同步自起動馬達容量超過容許容量的情況下，可以采用以下的手段，將低電壓保護裝置取入不重要的設備的電滾子2 )電阻扭矩一定關鍵設備的電機不參加自起動。 這種類型的電滾子只能在接近額定電壓的表兄弟下啟動，因

14、此也采用低電壓保護，當工廠用母線電壓低于閾值時，將其從工廠用母線上斷開，等到工廠用母線電壓恢復后自動接通。 由此，能夠保證未被切斷的關鍵設備電滾子的順利啟動。 3 )對于重要的機械設備，選擇具有高起動扭矩和容許過載倍數的大電滾子。4 )在不得已的情況下，另外選擇大容量的工廠用電壓互感器，或者限制短路電流而允許的情況下，適當減小工廠用電壓互感器的阻抗值。 四、電滾子的自動啟動檢測，x*t=1.1Uk /100=1.18/1000.088，即，允許自動啟動的電滾子的總容量為11437 kW。 解由表5-8可知，如高溫高壓熱電站在高壓工廠用工作電壓互感器下使工廠用電滾子自啟動時所要求的工廠用母線電壓的最小值為0.65的高壓工廠用作業(yè)電壓互感器那