Влияние переходных процессов судовых электроприводов на

Устойчивость работы

 

Наиболее предпочтительным способом пуска АД с точки зрения простоты и надежности является прямое включение в сеть. Однако, мощность АД отдельных судовых электроприводов может достигать 20¸25% мощности генераторов судовой электростанции и из-за больших пусковых токов АД (5¸7I_н) возникают провалы напряжения генераторов.

Несмотря на наличие АРН, провалы напряжения могут оказаться недопустимыми: 1) по условиям пуска включаемого АД; 2) по условиям устойчивости работающих АД, поэтому выбор способа пуска АД должен производиться с учетом допускаемой величины провала напряжения в судовой электроэнергетической системе, исходя из обеспечения пуска включаемого АД и сохранения устойчивости ранее включенных работающих АД.

Условие обеспечения пуска:

 

m_п>m_сп  ,                                                                                  (2.19)

 .

 

Допустимая величина провала напряжения по условиям обеспечения пуска включаемого АД:

 

  .                                              (2.20)

 

Условие устойчивости работающих АД:

      m_к>m_ск,

.                                                   (2.21)

 

Допустимая величина провала напряжения по условиям обеспечения устойчивости работающих АД:

 

 .                                                                (2.22)

 

Из уравнений, определяющих DU, видно, что уменьшение f (т.е. a) при провале напряжения допускает увеличение DU по условиям обеспечения устойчивости работающих АД.

Устойчивость работающих АД можно обеспечить и при более глубоких провалах паряжения (вплоть до нуля), если ограничить их длительность во времени. Процессы в электроприводе при внезапном уменьшении напряжения выглядят следующим образом:

g<1 при пуске мощного АД; g=0 при к.з.

На участке СД желательно учесть также электромагнитные переходные процессы, которые приводят к появлению ударных токов и моментов.

Рассмотрим подробнее случай уменьшения напряжения в системе, вследствие короткого замыкания.

Фидер, на котором произошло к.з., при наличии селективной защиты будет отключаться с некоторой выдержкой времени. В результате к.з. напряжение на зажимах генератора резко снизится и не будет превышать 10¸15% номинального. Снижение напряжения вызовет снижение скорости вращения работающих электроприводов (линия АВС), что в свою очередь уменьшит их эквивалентное сопротивление. После отключения к.з. генератор сможет восстановить напряжение (участок СД), если вследствие снижения скорости вращения электродвигателей он не окажется включенным на ток нагрузки, намного превышающий то значение, которое предшествовало к.з. При определении тока нагрузки после к.з. для большей точности желательно также учитывать электромагнитные переходные процессы, которые приводят к появлению ударных токов (и моментов). В этих условиях величина начального напряжения может оказаться недостаточной для восстановления скорости вращения электроприводов и последняя, продолжая снижаться, будет увеличивать нагрузку, что вызовет дальнейшее снижение напряжения. При неблагоприятном сочетании обстоятельств может возникнуть “лавинное” снижение напряжения. В результате сработает максимальная защита, которая отключит генератор и вызовет полную остановку работающих электроприводов. В ряде случаев перерыв питания ответственных механизмов может гибельно отразиться на эксплуатации судна (например, отключение рулевого электропривода при прохождении судном узкостей).

Минимальная величина напряжения, обеспечивающая самозапуск электродвигателей после отключения к.з., определяется параметрами генератора и мощностью электроприводов, самозапуск которых должен быть обеспечен.

Переходный процесс в электроприводе при внезапном уменьшении и восстановлении напряжения имеет вид, показанный на рис.11.

Для анализа описанных процессов обычно применяют цифровое моделирование с помощью ЭВМ.