Влияние тока возбуждения на работу двигателя.

 При заданной механической нагрузке синхронного двигателя (M с= const) потреб­ляемая им активная мощность Р практически остается постоянной независимо от величины тока возбуждения I_в. Изменение тока I_в вызывает соответствующее изменение э. д. с. Е₀ и при постоянной величине напряжения сети U влечет за собой изменение потребляе­мого тока I. При этом должны также измениться значения cosj и угла Q.

Из формулы  видно, что при неизменной мощности Р

произведение = const. Это означает, что на век­торной диаграмме (рисунок) конец вектора Ё₀ при изменении тока возбуждения перемещается по прямой АВ, параллельной вектору U. По известному положению векторов Ё₀ и U опреде­ляется вектор jIx_син, а следовательно, величина и направление вектора I. Конец вектора I перемещается по прямой CD, перпен­дикулярной к вектору U.

Из диаграммы видно, что ток, потребляемый двигателем, имеет минимальное значение при работе с cos j = 1 (реактивная мощность при этом равна нулю). При уменьшении тока возбуждения двигатель работает с индуктивным cos j, потребляя из сети не только актив­ную, но и реактивную мощность. При увеличении тока возбужде­ния двигатель работает с емкостным cosj, потребляя из сети актив­ную мощность и отдавая в сеть реактивную мощность.

Для повышения общего cosj промышленных электроустановок применяют синхронные двигатели, работающие с перевозбуждением. Изготовляемые отечественной промышленностью синхронные двигатели рассчитываются для работы с cosj_н=0,8-0,9 (емк.) при номинальной нагрузке.

Достоинства СД:1) стабильная скорость n=n_1, 2) малая зав-ть момента от напряжения, 3) возможность работы с опереж

Отрицательное: 1)наличие 2-х родов токов,

                        2) возможность выпадения из синхронизма.

                        3) Норм. угол Q- 25-30°.

                        4) Сложность пуска.

 

Пуск синхронного двигателя.

 В течение длительного времени синхронные двигатели применялись сравнительно мало из-за труд­ности пуска. Это связано с тем, что синхронный двигатель не имеет начального пускового момента. Как указывалось, электромагнит­ный момент, действующий на неподвижный ротор, оказы­вается направленным в течение одного полупериода в одну сторону, а в течение следующего полупериода— в обратную сторону, и ро­тор не в состоянии тронуться с места.

 

Ротор синхронного двигателя   Схема пуска синхронного двигателя.

с дополнительной пусковой

обмоткой.                                                   

   Использование синхронных двигателей в промышленности стало практически возможным только после создания простой схемы асин­хронного пуска этих двигателей. Роторы современных синхронных двигателей, помимо обмотки возбуждения, имеют пусковую короткозамкнутую обмотку типа «беличьей клетки».Стерж­ни пусковой обмотки расположены в пазах полюсных наконечни­ков и соединены на торцах пластинками.

   Пуск двигателя (рисунок) протекает в следующем порядке. Обмотка возбуждения отключается от возбудителя и при помощи переключающего устройства П замыкается на сопротивления реос­тата r_р (переключатель находится в положении 1). После этого об­мотка статора присоединяется к сети трехфазного тока. Возникшее вращающееся магнитное поле будет индуктировать токи в обмотках ротора. Взаимодействие этих токов с вращающимся полем вызывает появление момента, который и производит разгон ротора синхрон­ной машины так, как это имеет место в асинхронном двигателе с короткозамкнутым ротором. Когда ротор достигает установившей­ся скорости n, близкой к синхронной (n>=0,95 n₀ ), в обмотку возбуждения подают постоянный ток от возбудителя (переключатель Пнаходится в положении 2), и двигатель входит в синхронизм.

    Для уменьшения пускового тока мощных синхронных двигателей пуск часто осуществляют (с помощью автотрансформатора) при пониженном напряжении. Синхронный двигатель сохраняет неизменную скорость при всех допустимых значениях нагрузки. Механическая характери­стика синхронного двигателя представляет собой прямую линию, параллельную оси абсцисс.

 

Механическая характеристика синхронного двигателя.

 

Электрооборудование.

Качество электрической энергии и категории потребителей.

Электроснабжение нефтепромыслов должно быть не только бесперебойным, но и качественным. Качество электроэнергии регламентируется ГОСТом и определяется следующими параметрами:

1.Колебание напряжения составляет 5÷10 %.

K_v = %, К_v=5-10 %, где U_Н – номинальное напряжение, U_C – напряжение сети.

U_Н˜=220,380,660 В – низкие

U_Н˜=1,3,6,10,20,35,110,220 кВ - высокие

2.Частота колебаний напряжения < 4% в секунду.

3.Отклонение частоты тока (напряжения)

4.Частота отклонения частоты < 4%. f = f ± 0.1 Гц

По бесперебойности все предприятия делятся на 3 категории:

1.Потребители, перерыв в электроснабжении которых ведет к опасности для жизни людей и связан с большими материальными потерями. В частности это буровые установки для бурения в море, буровые установки для бурения свыше 3 тыс. метров, компрессорные станции. Электроснабжение производится от 2 источников (рабочего и резервного), перерыв в электроснабжении допустим на время автоматического переключения с рабочего источника на резервный.

2. Потребители, перерыв в электроснабжении которых приводит к недовыпуску продукции. В нефтедобыче это буровые установки для бурения скважин глубиной менее 3000 м, электроснабжение таких потребителей производится также от 2-х источников, либо от одного, перерыв в электроснабжении допустим на время переключения с рабочего источника на резервный персоналом.

3.Все остальные потребители в нефтепроме- это мастерские, административные и прочие здания, перерыв допускается на время устранения неполадок, но не более чем на 24 часа, питание производится от одного источника.

 

Виды трехфазных систем.

Электрическая энергия от источника к потребителям передается 3-х фазным потребителям.

3 вида: 1) Система с глухозаземленной нейтралью.

Эта система с большими токами короткого замыкания Iкз~10кА, поэтому такая система должна быть с быстрыми токами. Рассчитывается такая система на напряжение: U_н~0.4¸3.5кВ.

Но есть достоинства: одновременно можно снимать 2 напряжения U_Ф=  и изоляции, в такой системе рассчитана на меньшее напряжение (т.е. на U_Ф)

 

 

2.Система с изолированной нейтралью:

Uн ~ 0,4-3,5 кВ и выше. Токи замыкаются, но недостаток напряжения.

 

					земля

 

 

 

3.Система с компенсированной нейтралью.

 

 

 

Iк.з.~1А