3tom064

2. WYTWARZANIE ENERGII ELEKTRYCZNEJ -130

Rys. 2.52. Typowe kształty charakterystyk momentu oporowego urządzeń potrzeb własnych / młyn miażdżący pod obciążeniem. 2 młyn bębnowo--kułowy, 3 — młyn bijakowy, 4 — wentylatory i pompy,

5 pompy na wysokie ciśnienie

Rys. 2.53. Charakterystyki statyczne momentu elektromagnetycznego rozwijanego przez silniki indukcyjne / —jednokłątkowe. 2 — głębokożłobkowe,

3 - - dwuklatkowc

Moment rozruchowy silnika powinien spełniać warunek

M_Sr > fc* M_n    (2.82)

gdzie współczynnik powinien wynosić od 0,4 — dla pomp wody zasilającej i skroplin do 1,6 — dla młynów bębnowo-kulowych i taśm nawęglania.

Spełnienie tego warunku możliwe jest przez wybór odpowiedniego typu uzwojenia silnika indukcyjnego (rys. 2.53). Silniki jednoklatkowc o charakterystyce typu / stosuje się na ogół do napędu urządzeń niskiego napięcia o małej mocy. Silniki głębokożłobkowe (2) stosuje się zwykle do napędu pomp i wentylatorów oraz młynów wyposażonych w sprzęgła rozruchowe. Silniki dwuklatkowe (3) stosuje się do napędu urządzeń o dużym momencie początkowym (młyny, taśmociągi). Charakterystykę momentu elektromagnetycznego, rozwijanego przez silnik, w funkcji prędkości obrotowej można przedstawić analitycznie posługując się uproszczonym wzorem Klossa.

Równanie ruchu wirnika układu napędowego ma postać

d co

M_d(co) = M_s{(0) - M_u(a>) = J—    (2.83)

at

gdzie: M_d — moment dynamiczny; M_s, M„ — moment elektromagnetyczny silnika i oporowy urządzenia napędzanego ; J — wypadkowy moment bezwładności układu napędowego, zredukowany do znamionowej prędkości obrotowej wirnika silnika.

Układy napędowe w elektrowniach mają bardzo zróżnicowane wartości momentu bezwładności, np. dla bloku 360 MW: wentylator spalin (3150 kW) — 9082 kg • m², pompa skroplin (1000 kW) — 90 kg m².

Znajomość charakterystyki momentu dynamicznego Mj(co) jest niezbędna do sprawdzenia poprawności doboru silnika ze względu na warunki cieplne podczas rozruchu.

7 vkie zakłada się, że napięcie na zaciskach silnika w czasie rozruchu obniży się do 0,9 U_N. Określony przy tym napięciu przebieg momentu dynamicznego pozwala wyznaczyć czas rozruchu ze wzoru

(Jaj

^tr = J !

M,

(2.84)

przy czym M*, — wartość średnia momentu dynamicznego w okresie rozruchu.

^P Następnie oblicza się przyrost temperatury uzwojeń stojana podczas rozruchu ze wzoru

T_r = 5,9Sl(rK?t_r\0~^}    (2-85)

w którym: S_N — znamionowa gęstość prądu w uzwojeniach stojana, dla Cu S_N = ₌ 3^.4" A/mm²; k_r — krotność prądu rozruchu silnika dla znamionowego napięcia i zerowej częstotliwości obrotów; r — współczynnik korygujący prąd rozruchu do rzeczywistych warunków (r = 0,93 dla silników jcdnoklatkowych i r = 0,85 dla dwu-klatkowych).

Obliczony przyrost temperatury uzwojeń stojana powinien być mniejszy od dopuszczalnego. Dla silników z izolacją klasy A wynosi on T_rd = 46 K, a dla klasy B — T_rd = 57 K. Gdy czas rozruchu silnika wypada dłuższy niż 10 s, wówczas należy sprawdzić przyrost temperatury uzwojeń wirnika.

Z powodu trudnych warunków środowiska należy stosować silniki o budowie oznaczanej przez producentów stopniem ochrony IP44, przeznaczone do pracy w kotłowni, pompowniach i na zewnątrz budynku, lub budowy o stopniu ochrony 1P22 instalowane w maszynowni. Ze względu na konieczność stabilności pracy układów napędowych w zmiennych warunkach wymaga się dość dużej przcciążalności silników momentem zgodnie z warunkiem

M_h

k! M_un

2,1

(2.86)

gdzie M_b — moment krytyczny silnika.

Zależność momentu rozwijanego przez silniki indukcyjne od kwadratu napięcia zasilania i dość duże zmiany tego napięcia w przejściowych stanach pracy układów potrzeb własnych wymagają zapewnienia odpowiedniej nadwyżki momentu dynamicznego, zgodnie z warunkiem

^Ms(o)) [M_u(co) + 0,1 M„_n] (-~2)    (2.87)

\ ^rain J

dla tOj, < co < coj,

gdzie: co₀ — wartość początkowa prędkości kątowej w rozpatrywanym stanie, dla rozruchu ca₀ = 0; o)_h — krytyczna prędkość kątowa silnika.

We wzorze tym M_s dotyczy znamionowego napięcia, a l/_mi„ oznacza minimalne napięcie, jakie może wystąpić w rozpatrywanym stanic przejściowym. Moment M, należy określić z uwzględnieniem sposobu pracy urządzenia w rozpatrywanym stanie, np. rozruch bez obciążenia urządzenia lub pod obciążeniem.

Silniki, które napędzają urządzenia potrzeb własnych — najważniejsze z punktu widzenia ciągłości pracy bloku (młyny, wentylatory, pompy) — powinny być dobierane w zależności od warunków pracy podczas przełączania torów zasilania. W czasie samorozruchu silników, po przełączeniu torów zasilania, napięcie może obniżyć się do min = 0,75 U_N i warunek (2.87) powinien być spełniony począwszy od prędkości Początkowej zależnej od czasu przerwy w zasilaniu. W samorozruchu biorą udział

9*