Асинхронные двигатели и нагрузка

Асинхронные двигатели (АД) составляют основную часть промышленной нагрузки электроэнергетических систем. В нормальном режиме они работают с малым скольжением, особенно мощные двигатели, номинальное скольжение которых составляет менее 1%. В этой связи асинхронный двигатель в начале переходного процесса можно рассматривать как недовозбужденный синхронный двигатель и его сверхпереходная эдс определяется по формуле, аналогичной эдс СМ:

(7.18)

.                                               

Благодаря полной симметрии ротора, в АД отпадает необходимость разложения его величин по отдельным осям, а сверхпереходная реактивность АД определяется схемой замещения, приведенной на рис. 7.6.

 

Рис.7.6. Упрощенная схема замещения АД

 

В режиме короткого замыкания активная мощность АД равна нулю, т.е. величина эквивалентного сопротивления в схеме замещения , что может быть только при скольжении s =1. Следовательно, сверхпереходное сопротивление АД в режиме кз определяется его реактивностью рассеяния , т. е.  так же как и при его запуске (реактивностью намагничивания X_μ можно пренебречь, т.к. она значительно больше реактивности рассеяния):

(7.19)

,                                                                                                           

а в именованных величинах

(7.20)

                                                                

В (7.19), (7.20) К_П – кратность пускового тока; U_ном – номинальное напряжение, кВ; Р_ном, - номинальная мощность, МВт; – номинальный коэффициент мощности; η – КПД электродвигателя. Эти параметры можно найти из паспортных данных электродвигателя.

При отсутствии данных о сопротивлении постоянному току АД, это сопротивление (активное сопротивление R_АД) в Омах определяется по формуле

,

где s_ном – номинальное скольжение двигателя, %.

При расчете токов кз в электроустановках напряжением выше 1 кВ в расчетную схему включают асинхронные двигатели мощностью 100 кВт и выше. Асинхронные двигатели меньшей мощности, составляющие основную асинхронную нагрузку промышленных предприятий, учитывают в виде эквивалентного узла нагрузки.

В упрощенных расчетах эквивалентную эдс узла нагрузки, вызванную АД небольшой мощности, принимают равной о. е., а сопротивление нагрузки –  о. е. на номинальном напряжении уза нагрузки.

Система

Все источники электроэнергии, для которых короткое замыкание является удаленным, представляются одним эквивалентным источником неизменного напряжения и одним сопротивлением.

Если для конкретного узла сети известно значение тока трехфазного кз от системы , кА, или мощности трехфазного короткого замыкания от системы , МВА, то эквивалентное индуктивное сопротивление системы (x _c) в Омах определяется по выражению

(7.21)

        

где U_ср.ном – среднее номинальное напряжение сети, кВ, соответствующей ступени напряжения, в узле которой известно значение  или .

При этом эдс системы принимается равной среднему номинальному напряжению сети соответствующей ступени напряжения.

При расчете токов короткого замыкания схемы электроснабжения, получающей питание от шин главной понизительной подстанции через выключатель и ЛЭП, при неизвестных значениях тока трехфазного кз от системы  или мощности трехфазного короткого замыкания от системы , сопротивление системы может быть рассчитано по параметрам выключателя

(7.22)

.       

Активное сопротивление системы в приближенных расчетах принимается равным нулю.