К.2 Визначення допустимої потужності двигунів під час пуску від ДЕС

Через велику різноманітність конструкцій генераторів, їх систем збудження та керування, типу пристрою автоматичного регулювання напруги (АРН AVR*)), що використовується виробником, не існує єдиного аналітичного рівняння для розрахунку допустимої потужності двигунів під час пуску від ДЕС.

Для інженерних розрахунків проектувальникам рекомендується застосовувати нижче наведену методику перевірки допустимої потужності двигуна для попередньо обраного генератора та за необхідності уточнення її шляхом послідовних ітерацій для різних потужностей генераторів.

К.2.1 Визначення допустимої потужності двигунів під час пуску від ДЕС (без врахування падіння напруги в живильних лініях)

Задавши величину напруги, необхідну для пуску двигуна U_дв,, можливо визначити допустиму потужність навантаження від двигуна за умов живлення від автономного генератора за формулою:

де S _n.дв – повна пускова потужність двигуна, кВּ А;

S_ген – повна номінальна потужність ДЕС, кВּ А;

К_і – кратність пускового струму двигуна (за каталогом);

η _дв cosφ _ном.дв – добуток коефіцієнта корисної дії (к.к.д.) двигуна на номінальний коефіцієнт потужності (з достатньою для практичних розрахунків точністю можливо приймати η _дв cosφ _ном.дв = 0, 85).

Повна пускова потужність двигуна S_n.дв визначається за кривими Δ U%= f (S_n.дв)**) заводу-виробника для обраної ДЕС визначеної потужності та визначеним пристроєм АРН AVR.

Приклад 2

а) необхідно визначити можливість пуску двигуна пасажирського ліфта з електродвигуном потужністю 5 кВт, параметри якого наведені у прикладі 1 в переліченні б) від автономної дизельної електростанції потужністю 40 кВּ А. Криві генератора даної ДЕС з двома найбільш розповсюдженими серіями пристроїв AVR наведені на рисунку К.1.

Рисунок К.1

Як було розраховано у прикладі 1 в переліченні б), напруга для пуску двигуна становить величину U_дв* =0, 84, тобто Δ U %= 1 - 0, 84 = 16 %. За кривою рисунка К.1 отримуємо два значення:

S_n.дв = 29 кВּ А для AVR серії SX;

S_n.дв = 38 кВּ А для AVR серії MX.

Звідси за формулою (К.2) знаходимо:

Р_ном.дв=29· =3, 8 кВт для AVR серії SX;

Р_ном.дв=38· =5, 0 кВт для AVR серії MX.

Таким чином, ДЕС потужністю 40 кВּ А забезпечить пуск двигуна ліфта тільки за умови використання AVR серії MX;

б) необхідно визначити можливість пуску двигуна насосного агрегату потужністю 55 кВт станції пожежегасіння, параметри якого наведені у прикладі 1 у переліченні в), від автономної дизельної електростанції потужністю 140 кВּ А. Криві генератора для даного дизель-генератора з двома найбільш розповсюдженими серіями пристроїв AVR наведені на рисунку К.2.

Рисунок К.2

Як було розраховано у прикладі 1 у переліченні в), необхідна для пуску даного двигуна напруга складає значення U_дв* = 0, 6; тобто Δ U % = 1–0, 6 = 40 %. За кривими рисунка К.2 отримуємо два значення:

S _n.дв – 316 кВּ А для AVR серії SX;

S_n.дв = 431 кВּ А для AVR серії MX;

Звідси за формулою (К.2) знаходимо:

Р_ном.дв = 44 кВт для AVR серії SX;

Р_ном.дв = 60 кВт для AVR серії MX.

Таким чином, ДЕС потужністю 140 кВּ А забезпечить запуск двигуна насоса тільки за умови використання AVR серії MX.

К.2.2 Визначення допустимої потужності двигунів під час пуску від ДЕС (з врахуванням падіння напруги в живильних лініях)

Необхідно відмити, що напруга на виході генератора повинна бути вищою за напругу на затискачах двигуна за нормальної його роботи для того, щоб покрити падіння напруги в лініях, що живлять навантаження від двигуна. В іншому випадку напруга на шинах, до яких підключене навантаження від двигуна, буде меншою за номінальну, що недопустимо. Ця важлива обставина дуже часто не враховується і розрахунок помилково проводиться за допустимою втратою напруги в живильній лінії за номінального струму навантаження.

Втрату напруги під час запуску електродвигуна з достатньою точністю для інженерних ро-рахунків визначають за формулою:

де Δ U_{доп %} – додаткова втрата напруги під час запуску двигуна;

k- коефіцієнт, який враховує втрату напруги з врахуванням коефіцієнта потужності під час запуску двигуна, В/(Аּ км), що визначається за таблицею К.2;

I_ном.дв – номінальний струм двигуна, А;

L - довжина живильної лінії, км.

Таким чином, задавши величину напруги, необхідну для запуску двигуна з врахуванням додаткової втрати напруги у живильній лінії U_дв* + Δ U_{доп %} та використовуючи формулу (К.2), можливо визначити допустиму потужність навантаження від двигуна за умови живлення від автономного генератора.

Таблиця К.2 – Значення коефіцієнта k, В/(Аּ км), для різних видів навантаження

Приклад 3

а) необхідно визначити можливість пуску двигуна пасажирського ліфта з електродвигуном потужністю 5 кВт, параметри якого наведені у прикладі 1 у переліченні б) від автономної дизельної електростанції потужністю 60 кВּ А, живильна лінія виконана кабелем ВВГ 4 × 16 завдовжки 200 м. Криві генератора даної ДЕС з двома найбільш розповсюдженими серіями пристроїв AVR наведені на рисунку К.3.

Рисунок К.3

Розрахунок за формулою (К.3) дає значення Δ U_{доп %} = = 4 %, тобто Δ U_{доп %} = 100 – 84 – 4 = 12 %. За кривими рисунка К.3 отримуємо два значення:

S_n.дв = 3 1 кВּ А для AVR серії SX;

S_n.дв = 42 кВּ А для AVR серії MX.

Звідси за формулою (К.2) знаходимо:

Р_ном.дв = 4, 1 кВт для AVR серії SX;

Р_{ном дв} = 5, 5 кВт для AVR серії MX.

Таким чином, ДЕС потужністю 60 кВּ А забезпечить пуск двигуна ліфта тільки за умови використання AVR серії MX;

б) необхідно визначити можливість пуску двигуна насосного агрегата потужністю 55 кВт станції пожежегасіння, параметри якого наведені у прикладі 1 у переліченні в) від автономної дизельної електростанції потужністю 150 кВּ А, живильна лінія виконана кабелем ВВГ 4 185 завдовжки 150 м (вибрана за моментом для нормального падіння напруги 2, 5 %). Криві генератора для даного дизель-генератора з двома найбільш розповсюдженими серіями пристроїв AVR наведені на рисунку К.4.

Рисунок К.4

Розрахунок за формулою (К.3) дає значення Δ U_{доп %} = = 5, 25 %, тобто Δ U_{доп %} = 100 – 60 – 5 = 35 %. За кривими рисунка К.4 отримуємо два значення:

S_n.дв = 734 кВּ А для AVR серії SX;

S_n.дв = 464 кВּ А для AVR серії MX.

Звідси за формулою (К.2) знаходимо:

Р_ном.дв = 45 кВт для AVR серії SX;

Р_{ном дв} = 56 кВт для AVR серії MX.

Таким чином, ДЕС потужністю 150 кВּ А забезпечить пуск двигуна ліфта тільки за умови використання AVR серії MX.