5.6. ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ

На режимы работы электрических сетей оказывает влияние работа крупных синхронных электродвигателей, устанавливаемых на промыш­ленных предприятиях, компрессорных и насосных станциях магист­ральных газо- и нефтепроводов. Ниже даны обозначения синхронных двигателей; в табл. 5.43 приведены номинальные значения параметров двигателей.

Обозначение типов электродвигателей

Синхронный.........................................С

Трехфазный...........................................Т

Двигатель..............................................Д

Номинальная мощность, кВт

Количество полюсов ротора

Параметры электродвигателей при отклонениях напряжения сети от номинального значения приведены ниже:

Напряжение, % номинального

110

105

100

96

Полная мощность, % номинальной

90

100

100

100

Ток статора, % номинального

82

95,5

100

105

Cos

0,985

0,985

0,90

0,87

Работа при напряжении свыше 110 % от номинального значения недопустима. Допустимые режимы при отклонениях температуры ох­лаждающего воздуха приведены ниже:

Температура охлаждающего

 

 

 

 

воздуха, °С

50

45

40

30 и меньше

Максимальная мощность, %

 

 

 

 

от номинального значения

 

 

 

 

при cos ф = 0,9

87

95

100

106

Таблица 5.43

Синхронные электродвигатели номинальным

напряжением 6—10 кВ и частотой вращения 3000 мин-1

Тип

Мощность

КПД,

%

Реактивность, %

 

Активная Рном, МВт

Полная Sном, МВА

X”d

X’d

Xd

X2

X0

ОКЗ, о. е

СГД-4000-2

4

4,56

97,5/

97,4

14,8/

14,3

25,6/

25,6

192,1/

185,1

18,0/

14,4

5,1/

4,9

0,63/

0,69

СТД-5000-2

5

5,74

97,6

13,7

24,9

196,4

16,7

5,3

0,62

97,5

13,6

24,8

193,6

16,6

5,3

СТД-6300-2

6,3

7,23

97,6

15,2

25,7

213,7

18,6

7,3

0,6

97,5

15,5

26,8

218,5

19,0

6,7

0,53

СТД-8000-2

8

9,13

97,9

14,4

25,7

219

17,5

6,7

0,57

97,7

14,5

25,8

219,2

17,6

6,7

СТД-10000-2

10

11,4

97,8

12,6

23,3

206,2

15,3

6,5

0,65

97,9

12,9

24,4

219,4

15,8

6,8

0,58

СТД-12500-2

12,5

14,2

97,9

12

23,5

218,4

14,6

6,8

0,64

97,8

11,9

27,9

245,9

14,5

8,8

СДГ-12500-2*

12,5

12,5

97,8

14,4

20,0

93,3

17,6

8,1

1,12

                             

* Двигатель типа СДГ предназначен для магистральных газопроводов и обес­печивает плавный пуск от полного напряжения сети, а также более высокую динамическую стойкость.

Примечания.

1. х"d, х’d, хd — продольные сверхпереходная, переходная и синхронная реак­тивности;

х2, х0 — реактивности обратной и нулевой последовательностей.

2. В числителе — для номинального напряжения 6 кВ, в знаменателе - для 10 кВ.

Таблица 5.44

Предельно допустимые моменты инерции

механизмов и время пуска синхронных электродвигателей

Тип

Момент инерции двигателя, кгм2

Допустимый момент инерции, кгм2 при напряжении на двигателе, о.е.

Допустимое время пуска tдоп, с,

при напряжении на двигателе, о. е.

 

1*

1

0,8

0,65

0,5

1*

1

0,9

0,85

0,75

0,7

0,6

0,55

0,5

 

СТД-4000-2

278

800 710

1210

1360

1560

1820

4,3

4,0

6,0

6,5

7,3

9,7

11,5

17,3

21,5

27

 

СТД -5000-2

320

1000

820

1500

1690

1880

2260

3,9

3,4

5,4

5,5

6,4

8,8

10,5

15,0

19,5

24,6

СТД -6300-2

690

860

1450

1740

2050

2330

4,7

6,5

7,0

7,9

10,8

13,0

19,1

23

29

СТД-8000-2

770

1010

1690

1890

2120

2370

3,9

5,4

5,4

6,1

8,5

10,0

14,5

18,8

24

СТД -10000-2

910

-

-

2340

2750

3050

-

-

4,8

5,5

7,1

8,5

13,0

16

19

СТД -12500-2

1036

-

-

2500

2860

3500

-

-

3,8

4,3

6,0

7,1

10,4

13

16,2

                                             

* При двух пусках из холодного состояния (числитель) или одном пуске из го­рячего состояния (знаменатель).

Работа при пониженном (опережающем) cos допускается при ус­ловии, что ток ротора не превышает номинального значения и мощ­ность электродвигателя должна быть снижена:

Cos

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

Полная мощность, %

100

88

81

76

72

70

Электродвигатели СТД мощностью 10 000 и 12 500 кВт допускают пуск только при пониженном напряжении сети через реактор или AT.

Предельные моменты инерции механизма и допустимое время пус­ка для указанных выше режимов электродвигателей представлены в табл. 5.44. Вспомогательные данные, необходимые для расчета пусковых ре­жимов, приведены в табл. 5.45—5.50.

Таблица 5.45

Зависимость реактивного сопротивления Хдв

 и асинхронного момента ma двигателя от скольжения S

Тип двигателя

Пока-

Скольжение, S, о. е.

 

затель

о. е.

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0,1

0,05

СТД-4000-2

Хдв

ma

0,150 1,92

0,155 2,03

0,164 2Д4

0,179 2,24

0,217 2,23

0,284 2,02

0,369 1,66

СТД-5000-2

Хдв

ma

0,139 2,07

0,144 2,20

0,152 2,35

0,167 2,47

0,204 2,47

0,261 2,20

0,354 1,80

СТД-6300-2

Хдв

ma

0,159 1,62

0,179 1,73

0,187 1,86

0,210 1,99

0,249

2,22

0,323 2,0

0,462 1,56

СТД-8000-2

Хдв

ma

0,144 1,76

0,149 1,89

0,156 2,05

0,169

2,21

0,202 2,29

0,253 2,24

0,332 1,83

СТД-10000-2

Хдв

ma

0,123 2,06

0,127 2,24

0,133 2,44

0,145 2,65

0,175 2,75

0,222 2,53

0,295 2,14

СТД-12500-2

Хдв

ma

0,113 2,24

0,116 2,43

0,122 2,67

0,132 2,92

0,160 3,04

0,205 2,79

0,273 2,35

СДГ-12500-2

Хдв

ma

0,144 0,78

0,145 0,83

0,147 0,94

0,15 1,07

0,162 1,43

0,189 1,85

0,243 1,88

Таблица 5.46

Допустимое время пуска электродвигателей

Двигатель

Допустимое время пуска tдоп, с, при Uд (о. е.)

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

СТД-4000-2

6

6,5

8,2

11,5

17,3

27,0

СТД-5000-2

5,4

5,5

7,5

10,5

15,0

24,6

СТД-6300-2

6,0

7,0

9,2

13,7

15,7

29,0

СТД-8000-2

5,35

5,4

7,3

10,0

14,5

24,0

СТД-12500-2

3,85

3,8

5,0

7,1

10,4

16,2

СДГ-12500-2

6,5

7,5

11,0

16,5

22,7

Таблица 5.47

Моменты инерции и моменты сопротивления механизмов

Тип механизма

Диаметр

ротора

D2, мм

Момент

инерции GD2, кгм2

Условия пуска

Момент сопротивления т

mс, о. е., при скольжении s

Тип электро-

двигателя

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0,1

0,05

Насосы

НМ-5000-210

450

13,3

с нагрузкой

без нагрузки

0,171 0,171

0,069 0,062

0,123 0,085

0,269 0,173

0,489 0,308

0,642 0,396

0,731 0,442

СТД-4000-2

НМ-7000-210

475/455

21,1

с нагрузкой

без нагрузки

0,180 0,180

0,061 0,061

0,135 0,107

0,292 0,240

0,480 0,425

0,683 0,547

0,781 0,628

СТД-5000-2

НМ-10000-210

520

28,3

с нагрузкой

без нагрузки

0,190 0,190

0,084 0,072

0,149 0,101

0,331 0,226

0,567 0,409

0,726 0,510

0,883 0,567

СТД-8000-2

Нагнетатели

280-12-7

-

250

с нагрузкой

без нагрузки

0,040 0,040

0,078 0,054

0,194 0,098

0,384 0,170

0,654 0,270

0,818 0,332

0,906 0,365

СТД-4000-2

370-18-2

648

с нагрузкой

0,086

0,115

0,200

0,343

0,543

0,665

0,728

СТД-12500-2

285-21-1

-

716

с нагрузкой

0,187

0,128

0,172

0,349

0,640

0,763

0,876

СДГ-12500-2

Таблица 5.48

Минимальная мощность КЗ на шинах 10 кВ,

при которой обеспечивается запуск электродвигателей

Двигатель

Механизмы

Реактор в цепи двигателя, Ом

Минимальная мощность КЗ, МВА

СТД-4000-2

Нагнетатель 280-12-7

-

85

СТД-4000-2

Насос ИМ-5000-210

-

85

СТД-5000-2

Насос ИМ-7000-210

0,46

92

СТД-5000-2

Насос ИМ-7000-210

-

112

СТД-6300-2

Нагнетатель 280-12-7

-

120

СТД-8000-2

Насос ИМ-10000-210

0,56

124

СТД-8000-2

Насос ИМ-10000-210

-

168

СТД-12500-2

Нагнетатель 370-18-2

0,56

200

СТД-12500-2

Нагнетатель 370-18-2

-

335

СДГ-12500-2

Нагнетатель 285-21-1

-

300

Примечания.

1. При приведенной мощности КЗ обеспечивается запуск двигателей с меха­низмами под нагрузкой; при пуске напряжение на шинах составляет не ниже 75 % номинального значения.

2. При мощности КЗ ниже приведенной следует выполнить расчет для провер­ки возможности запуска двигателя.

Таблица 5. 49

Предельно допустимые маховые моменты

приводимого механизма и время пуска агрегата

Мощность двигателя, кВт

Маховой момент ротора, тм2

Прямой пуск от полного

напряжения

Пуск от пониженного

напряжения

При двух пусках из холодного или одном пуске из горячего состояния

При одном пуске из холодного состояния

0,8 Uном

0,65 Uном

0,5 Uном

Механизм, тм2

Время пуска, с

Механизм, тм2

Время пуска, с

Механизм, тм2

Время пуска, с

Механизм, тм2

Время пуска, с

Механизм, тм2

Время пуска, с

4000

0,278

0,8/

0,71

4,3/

4,0

1,21

6,0

1,36

8,2

1,56

14,0

1,82

27,0

5000

0,32

1,0/

0,82

3,9/

3,4

1,75

5,4

1,69

7,5

1,88

12,5

2,26

24,6

6300

0,69

0,86

4,7

1,45

6,5

1,74

9,2

2,05

15,7

2,33

29,0

8000

0,77

1,01

3,9

1,69

5,37

1,89

7,3

2,12

12,0

2,37

24,0

10000

0,91

2,34

6,1

10,4

10,4

3,05

19,0

12500

-

-

-

-

2,5

5,0

8,3

8,3

3,5

16,2

Примечание.

В числителе указаны параметры при =6кВ, в знаменателе — при U   =10кВ.

Таблица 5.50

Зависимость кратности пускового тока от скольжения

при номинальном напряжении асинхронного двигателя

Номинальная мощность двигателя, Ра, кВт

Кратность пускового тока при скольжении S, о. е.

1

0,8

0,6

0,4

0,2

0,1

0,05

4000

5,7

5,6

5,4

5,1

4,7

4,4

3,8

5000

5,7

5,6

5,4

5,1

4,7

4,4

3,8

6300

5,9

5,8

5,6

5,3

4,9

4,6

3,9

8000

6,0

5,9

5,8

5,6

5,4

5,1

4,7