Расчет возможности пуска электродвигателя 380 В
В данной статье будет рассматриваться изменение напряжения (потеря напряжения) при пуске асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (далее двигатель) и его влияние на изменения напряжения на зажимах других электроприемников.
При включении двигателя пусковой ток может превышать номинальный в 5-7 раз, из-за чего включение крупных двигателей существенно влияет на работу присоединенных к сети приемников.
Это объясняется тем, что пусковой ток вызывает значительное увеличение потерь напряжения в сети, вследствие чего напряжение на зажимах приемников дополнительно снижается. Это отчетливо видно по лампам накаливания, когда резко снижается световой поток (мигание света). Работающие двигатели в это время замедляют ход и при некоторых условиях могут вообще остановиться.
Кроме того, может случиться, что сам пускаемый двигатель из-за сильной просадки напряжения не сможет развернуть присоединенный к нему механизм.
Режим пуска двигателя рассматривается при максимальной нагрузке линии, так как именно при таких условиях создаются наиболее неблагоприятные условия для работы присоединенных к сети приемников.
Чтобы проверить можно ли включать двигатель, нужно рассчитать напряжение на его зажимах во время пуска и напряжение на любом другом работающем двигателе, а также проверить напряжение у ламп.
Пример возможности пуска электродвигателя 380 В
Требуется проверить возможность пуска электродвигателя типа 4А250М2 У3 мощностью 90 кВт. От шин 6 кВ подстанции 2РП-1 питается подстанция с трансформаторами типа ТМ мощностью 320 кВА. От подстанции 2РП-1 до трансформаторов ТМ-6/0,4 кВ с установленным ответвлением 0%, проложен кабель марки ААБ сечением 3х70 мм2, длина линии составляет 850 м. К шинам РУ-0,4 кВ присоединен кабелем марки ААБ сечением 3х95 мм2, длиной 80 м двигатель типа 4А250М2 У3.
Рис. 1 — Однолинейная схема 0,4 кВ
В момент пуска двигателя 4А250М2 У3 работает подключенный к шинам двигатель 4А250S2 У3 мощностью 75 кВт с напряжением на зажимах 365 В. Напряжение на шинах 0,4 кВ при пуске двигателя равно Uш = 380 В.
- Ммакс/Мн – кратность максимального момента;
- Мп/Мн – кратность пускового момента;
- Мн – номинальный момент двигателя;
1. Определяем длительно допустимый ток двигателя Д1:
2. Определяем пусковой ток двигателя Д1:
где:
Kпуск = 7,5 – кратность пускового тока, согласно паспорта на двигатель;
3. Определяем величину активного и индуктивного сопротивления для алюминиевого кабеля марки ААБ сечением 3х70 мм2 на напряжение 6 кВ от шин подстанции 2РП-1 до трансформатора типа ТМ 320 кВА, значения сопротивлений берем из таблицы 2.5 [Л2.с 48].
Получаем значения сопротивлений Rв = 0,447 Ом/км и Хв = 0,08 Ом/км.
Эти сопротивления необходимо привести к стороне низшего напряжения трансформатора, так как двигатель подключен к сети низшего напряжения. Из таблицы 8 [Л1, с 93] для номинального коэффициента трансформации 6/0,4 кВ и ответвления 0% находим значение n=15.
4. Определяем активное и индуктивное сопротивление кабеля по отношению к сети низшего напряжения по формуле [Л1, с 13]:
- Rв и Хв – сопротивления сети со стороны высшего напряжения;
- n = 6/0,4 =15 – коэффициент трансформации понижающего трансформатора.
5. Определяем сопротивление кабеля длиной 850 м от подстанции 2РП-1 до трансформатора 6/0,4 кВ:
Rс = Rн*L = 0,002*0,85 = 0,0017 Ом;
Хс = Хн*L = 0,000355*0,85 = 0,0003 Ом;
6. Определяем сопротивление трансформатора мощностью 320 кВА, 6/0,4 кВ по таблице 7 [Л1, с 92,93].
7. Определяем сопротивления линии от шин подстанции 2РП-1 до шин низшего напряжения подстанции:
Rш = Rс + Rт = 0,0017 + 0,0097 = 0,0114 Ом;
Хш = Хс + Хт = 0,0003 + 0,0258 = 0,0261 Ом;
8. Определяем сопротивление кабеля длиной 80 м марки ААБ 3х95 мм2 от шин низшего напряжения до зажимов двигателя:
где:
R0 = 0,329 Ом/км и Х0 = 0,06 Ом/км -значения активных и реактивных сопротивлений кабеля определяем по таблице 2-5 [Л2.с 48].
9. Определяем суммарное сопротивление линии от подстанции 2РП-1 до зажимов двигателя:
Rд = Rш + R1 = 0,0114 + 0,026 = 0,0374 Ом;
Хд = Хш + Х1 = 0,0261 + 0,0048 = 0,0309 Ом;
Если выполняется отношение Rд/ Хд = 0,0374/0,0309 = 1,21 
где:
cosφ = 0,3 и sinφ = 0,95 средние значения коэффициентов мощности при пуске двигателя, принимаются при отсутствии технических данных, согласно [Л1. с. 16].
11. Определяем напряжение на зажимах двигателя Д1 по формуле [Л1, с 14]:
- U*ш = Uш/Uн = 380/380 =1 – относительное напряжение на шинах распределительного пункта, во многих случаях его можно принять равным 1;
- Iп – пусковой ток двигателя;
12. Проверяем сможет ли двигатель Д1 развернуть присоединяемый механизм нанос центробежный 1Д315-71а:
- mп=Мпуск/Мном = 1,2 – кратность пускового момента электродвигателя при номинальном напряжении на его клеммах (выбирается по каталогу на двигатель);
- mп.мех — требуемая кратность пускового момента приводимого механизма, выбирается по таблице 4 [Л1, с 88], для центробежного насоса равно 0,3;
12.1 Коэффициент загрузки определяем как отношение номинальной мощности, необходимой для нормальной работы механизма в данном случае нанос центробежный 1Д315-71а Рн.мех. = 80 кВт, к номинальной мощности двигателя 90 кВт:
Как мы видим условие выполняется и двигатель при пуске сможет развернуть присоединенный к нему центробежный насос в нормальных условиях без перегрева своих обмоток выше температуры, допустимой по нормам.
13. Определяем влияние пуска двигателя Д1 на работу присоединенного к шинам 0,4 кВ двигателя Д2 типа 4А250S2 У3, найдем величину колебания напряжения на шинах 0,4 кВ по формуле:
13.1 Определяем коэффициент Аш по формуле:
14. В момент пуска двигателя Д1 на зажимах работающего двигателя Д2 относительное напряжение согласно [Л1, с15] уменьшиться на величину колебания напряжения δU*Ш , откуда получаем:
где:
U*Д2 = UД2/Uн = 365/380 = 0,96 – относительное напряжение на зажимах двигателя Д2 до пуска двигателя Д1.
15. Проверяем устойчивость работы двигателя Д2 при пуске двигателя Д1:
- mп= Ммакс/Мн = 2,2 – кратность максимального момента (выбирается по каталогу на двигатель);
- mп.мех — требуемая кратность пускового момента приводимого механизма, выбирается по таблице 4 [Л1, с 88], для центробежного насоса равно 0,3;
15.1 Коэффициент загрузки определяем как отношение номинальной мощности, необходимой для нормальной работы механизма в данном случае нанос центробежный 1Д200-90а Рн.мех. = 72 кВт, к номинальной мощности двигателя 75 кВт:
Как мы видим, устойчивость работы двигателя Д2 типа 1Д200-90а обеспечивается с большим запасом.
1. Как проверить возможность подключения к электрической сети двигателей с короткозамкнутым ротором. Карпов Ф.Ф. 1964 г.
2. Проектирование кабельных сетей и проводок. Хромченко Г.Е. 1980 г.
Источник
падение напряжение
Заглянувший 
Группа: Пользователи
Сообщений: 60
Регистрация: 9.9.2009
Пользователь №: 15502
считаю падение напряжения в сети.
При нормальном режиме работы напряжение на выводах электродвигателя при расчете падения доходит до 366В.
При прямом пуске — 318В
Вопрос:
Какое допустимое минимально возможное напряжение при прямом пуске асинхронного электродвигателя, т.е. чтоб он запустился?
Изготовитель пишет что минимальное напряжение на выводах ЭД 361В, но я понимаю что это к нормальному режиму работы относится.. просто не уверен что он при 318 запустится.
может кто подскажет, а то увеличивать кабель не хотелось бы — расстояния большие
Сообщение отредактировал Kosares — 23.11.2009, 12:45
Активный участник
Группа: Пользователи
Сообщений: 406
Регистрация: 7.11.2009
Из: Сибирь
Пользователь №: 16115
Вопрос:
Какое допустимое минимально возможное напряжение при прямом пуске асинхронного электродвигателя, т.е. чтоб он запустился?
Изготовитель пишет что минимальное напряжение на выводах ЭД 361В, но я понимаю что это к нормальному режиму работы относится.. просто не уверен что он при 318 запустится.
может кто подскажет, а то увеличивать кабель не хотелось бы — расстояния большие
Согласно ПУЭ отклонение напряжения на зажимах асинхронного двигателя должно быть в пределах -5+10%.
При быстрых расчётах я пользуюсь простой формулой
UС≥0,9UДВ- извини никак не могу корректно ввести формулу
где UС- фазное напряжение сети, В;
UДВ- фазное напряжение на зажимах асинхронного двигателя, В.
0,9UДВ- вообще это критическое напряжение, при котором двигатель ещё может запуститься, но многое ещё зависит от нагрузки.
Ты пишешь что у тебя большие расстояния, поэтому всю линию по любому придётся считать на условия нормального пуска.
Заглянувший
Группа: Пользователи
Сообщений: 60
Регистрация: 9.9.2009
Пользователь №: 15502
Согласно ПУЭ отклонение напряжения на зажимах асинхронного двигателя должно быть в пределах -5+10%.
При быстрых расчётах я пользуюсь простой формулой
UС≥0,9UДВ- извини никак не могу корректно ввести формулу
где UС- фазное напряжение сети, В;
UДВ- фазное напряжение на зажимах асинхронного двигателя, В.
0,9UДВ- вообще это критическое напряжение, при котором двигатель ещё может запуститься, но многое ещё зависит от нагрузки.
Ты пишешь что у тебя большие расстояния, поэтому всю линию по любому придётся считать на условия нормального пуска.
про 5-10% я знаю. мне в принципе интересно стало
Только не нормального пуска, а нормального режима работы, при пуске режим кратковременный
Активный участник
Группа: Пользователи
Сообщений: 406
Регистрация: 7.11.2009
Из: Сибирь
Пользователь №: 16115
При этом кратковременном режиме ток возрастает в 5-7 раз(прямой пуск), вот и посчитай какое падение на линии и запустится ли двигатель после этого. Поэтому и сечение увеличиваешь.
Сообщение отредактировал Джоуль — 23.11.2009, 19:33
Заглянувший
Группа: Пользователи
Сообщений: 60
Регистрация: 9.9.2009
Пользователь №: 15502
как посчитать я знаю, все формулы и коэффициенты есть и что физически в сети и электродвигателе происходит я тоже понимаю, вопрос в том — «при каком напряжении (или отколоненииот номинального напряжении сети, например от 380) электродвигатель не пустится или будет пускаться за увеличенный промежуток времени(что соответственно вызывает перегрев)»
в голове мысль следующая: нельзя пускать ЭД в случае, если падение напряжения в сети более или равно 30%, т.к. непросто же реле минимального напряжения выдумали.
Шнайдер на эту тему пишет — что при падении напряжения при пуске 40% — ЭД не сможет пуститься.
реальные случаи были с этим связанные или слухи какие-нибудь?
=VIP=
Группа: Пользователи
Сообщений: 6026
Регистрация: 24.5.2007
Из: Москва, Ю. Бутово
Пользователь №: 8743
Заглянувший
Группа: Пользователи
Сообщений: 60
Регистрация: 9.9.2009
Пользователь №: 15502
Согласен
но только Шнаедер когда писали о 40%, то ничего про нагрузку не говорили, а ведь она может быть совершенно разной. Пуск ведь и без нагрузки может быть и под нагрузкой, соответственно.. честно говоря как я понимаю, вопрос этот чисто индивидуальный — и для каждого случая должен рассматриваться отдельно, точно так же как и время протекания пускового тока
У меня конкретно погружной насос с электродвигателем (артезианская скважина). Пускается при открытой задвижке на 1/3, а далее +10-5% как в пуэ про падение и все..
Жаль конечно, что изготовители зачастую не рассматривают такие вопросы — ведь было бы очень познавательно владедь такой информацией, получается буд-то как с выключателем который находится в зоне неустойчивого срабатывания — может сработает, а может и нет.. или это я слишком много знать хочу
Сообщение отредактировал Kosares — 23.11.2009, 21:26
Активный участник
Группа: Пользователи
Сообщений: 406
Регистрация: 7.11.2009
Из: Сибирь
Пользователь №: 16115
У меня конкретно погружной насос с электродвигателем (артезианская скважина). Пускается при открытой задвижке на 1/3, а далее +10-5% как в пуэ про падение и все..
Жаль конечно, что изготовители зачастую не рассматривают такие вопросы — ведь было бы очень познавательно владедь такой информацией!
Изготовители как и положено пишут номинальные данные. А дальше делайте выводы сами. Иначе начнётся чехарда.
Сообщение отредактировал Джоуль — 23.11.2009, 21:32
Заглянувший
Группа: Пользователи
Сообщений: 60
Регистрация: 9.9.2009
Пользователь №: 15502
Источник