6.2. Моделирование процесса выбега и самозапуска механизма собственных нужд
Наиболее просто можно исследовать процесс выбега и самозапуска механизма собственных нужд на физической модели. В этом случае имеется возможность проследить характер изменения скорости вращения самого электродвигателя при индивидуальном выбеге и групповом разбеге. Схема физической модели приведена на рис. 6.3. Напряжение питания собственных нужд 6 кВ в схеме модели заменено на 220 В. Исследуемым агрегатом собственных нужд является асинхронный короткозамкнутый электродвигатель мощностью 0,8 кВт с номинальной скоростью вращения 950об/мин нагружаемый постоянным моментом сопротивления. Момент сопротивления создается за счет сил трения тормозной ленты о шкив на валу двигателя. Величина момента сопротивления (ток двигателя) регулируется путем натяжения тормозной ленты (вращением зажима, установленного на крышке шкива двигателя). Для контроля тока двигателя предусматривается амперметр. Измерение скорости вращения двигателя производится по величине напряжения, генерируемого тахогенератором. Последний приводится во вращение исследуемым двигателем и величина напряжения тахогенератора будет пропорциональна скорости вращения двигателя. Напряжение после выпрямления подается на вход вертикальных пластин осциллографа.
Индивидуальный выбег двигателя при коротком замыкании в сети моделируется отключением источника питания от шин собственных нужд.
Процесс разбега двигателя при групповом самозапуске может происходить с различной начальной скоростью вращения и различной величиной напряжения на зажимах двигателя, обусловленной падением напряжения на трансформаторе (реакторе) собственных нужд, и его продолжительности.
Длительность выбега, определяющая начальную скорость двигателя при разбеге, в схеме задается уставкой длительности перерыва питания (на реле КТ1) (суммарное действие релейной защиты и АВР). Если время после начала выбега достигает длительности уставки перерыва питания, источник питания подключается к шинам собственных нужд. Величина напряжения на зажимах, двигателя (количество самозапускаемых двигателей, мощность трансформатора и т.д.) регулируется величиной сопротивления реактора включаемого в цепь статора двигателя при разбеге. Реактор в модели позволяет регулировать напряжение на зажимах двигателя в пределах от Uн до 0,8Uн (уставка величины напряжения при самозапуске). Количество самозапускаемых механизмов с легкими условиями пуска моделируется уставкой продолжительности величины снижения напряжения при самозапуске (КТ2).
Рис.6.3.Схема для моделирования процессов выбега и самозапуска механизмов собственных нужд: а) схема модели; б) схема управления моделью
При выбеге агрегата, обусловленного коротким замыканием, скорость вращения падает и на экране осциллографа можно наблюдать кривую выбега, а при подключении источника питания - кривую разбега. Задаваясь на модели различной величиной сопротивления реактора, длительностями уставок перерыва питания и продолжительности снижения напряжения при самозапуске можно исследовать процесс разбега двигателя при групповом самозапуске в зависимости от быстродействия АВР питания собственных нужд, мощности трансформатора и количества самозапускаемых двигателей.
Управление физической моделью при исследовании выбега и разбега осуществляется по схеме рис. 6.3,б. Отключение питания осуществляется кнопкой "Стоп" (с) или релейной защитой при коротком замыкании (кнопкой "КЗ"). При отключении кнопкой "Стоп" питание не восстанавливается и в этом случае происходит полный выбег двигателя. При отключении кнопкой "КЗ" питание восстанавливается через заданное время перерыва питания (реле KT1), т.е разбег двигателя начинается с пониженным напряжением, т.к. в его цепь включается реактор (контактор КМ2 - отключен). После срабатывания реле КТ2 и КL2 (истечение длительности величины снижения напряжения при самозапуске) реактор шунтируется и двигатель питания номинальным напряжением.
Для удобства визуального наблюдения и снятия кривой выбега и разбега величина напряжения тахогенератора (скорость вращения двигателя), подаваемая на вход пластин осциллографа регулируется потенциометром, включенным на выход выпрямителя.