Устройство для пуска мощных синхронных двигателей экскаваторов Советский патент 1984 года по МПК H02P1/50 

1 Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрооборудованию распределительных электрических сетей, и, в частности, может быть использовано для повышения технико-экономических показателей схем электроснабжения крупных экска ваторов. Известно устройство асинхронного пуска синхронных двигателей .прямым включением на полное напряжение питающей сети. При прямом подключении мощного синхронного двигателя с нагрузкой на валу в момент трогания не более 35% номинальной к энергосистем неограниченной мощности это устройство обеспечивает необходимый пусковой момент, и процесс протекает в условиях, близких к естественным СП Однако в карьерных распределитель ных сетях при ограниченных сечениях проводников питающих линий протяженностью до 10 км и мощностях питающих трансформаторов. Соизмеримых с мощностью синхронных двигателей до 4000 кВт, запускаемый двигатель, оказывается подключенным к источнику неограниченной мощности через значительное сопротивление, поэтому пуск двигателя проходит на искуственной характеристике, что в ряде случаев не обеспечивает надежную синхронизацию. Наиболее близким к изобретению является устройство для пуска мощйьпс синхронных, (асинхронных) двигателей экскаваторов, предназначенных для подключения к сети с большим внутренним реактивным сопротивлением через силовой трансформатор, содержащее конденсаторы продольной компен сации, включенные последовательно с двигателем, щунтирующий конденсаторы, коммутационный аппарат и датчи ки тока и напряжения на зажимах двигателя С21. Недостатками известного устройст ва являются наличие дополнительного силового трансформатора, непредназначенность схемы управления для высоковольтных синхронных двигателей и неучет компенсации реактивной мощности, приводящий к завышению потребной мощности конденсаторной батареи, которые в условиях высоких напряжений приводят к увеличению габаритов и стоимости работы. 862 Целью изобретения является снижение капитальных затрат путем уменьшения установлеьшой мощности конденсаторов компенсации. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для пуска мощных синхронных двигателей экскаваторов, предназначенных для подключения к сети с большим внутренним реактивным сопротивлением, содержащее конденсаторы продольной компенсации, предназначенные для включения последовательно с двигателем,коммутационный jannapaT с управляющим входом, шунтирующий .конденсаторы, датчики тока . и напряжения статора двигателя, введены реле направления реактивной мощности, реле тока отключения конденсаторов компенсации, реле тока включения конденсаторов компенсации, логические элементы И и ИЛИ, при этом выход реле тока включения конденсаторов компенсации и первый выход реле направления реактивной мощности подключены к входам логического элемента И, выход которого подключен к управляющему входу коммутационного аппарата, второй выход реле направления реактивной мощности и выход реле, тока отключения конденсаторов компенсации подключены к входам логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом коммутационного аппарата, а входы реле направления реактивной мощности соединены датчиками тока и напряжения на Зсжимах двигателя. На чертеже представлена схема устройства для пуска мощных синхрон- ных двигателей экскаваторов. Устройство содержит конденсаторы 1 продольной компенсации, предназначенные для включения последовательно с двигателем 2, коммутационный аппарат 3 с управляющим входом, .шунтирующий конденсаторы. Датчики 4 и 5 соответственно тока и напряжения статора двигателя, реле 6 направления реактивной мощности, реле 7 тока включения конденсаторов компенсации, реле 8 тока отключения конденсаторов компенсации, логические элементы И 9 и ИЛИ 10. При этом выход реле 7 тока включения конденсаторов и первый выход реле направления реактивной мощности подключены к входам логического элемента И 9, выход которого подключен к управляющему входу 3 1 коммутационного аппарата 11, второй выход реле 6 направления реактивной мощности и выход реле 8 тока отключения конденсаторов компенсации подключены к входам логического элемента ИЛИ 10, выход которого соединен с управляющим входом коммутационного аппарата 11, а входы реле направления реактивной мощности соединены с датчиками 4 и 5 соответственно ток и напряжения на зажимах двигателя. Устройство работает следующим образом. В момент включения мощного высоковольтного синхронного двигателя 2 крупного экскаватора, находящегося на значительном расстоянии от питающей подстанции, нагрузка носит ярко выраженный индуктивный характер На первом этапе пуска синхронного двигателя реактивная мощность потребляется из сети и имеет положительный знак. Величина пускового тока находится в пределах уставки 23ц ,75 3f,tt реле 7 тока включения поэтому реле 6 направления реактивной мощности и реле 7 тока выдают сигнал через логический элемент И 9 на отключение шунтирующего коммутационного аппарата 3, и конденсаторная батарея оказывается включенной последовательно с пускаемым двигателем 2, Благодаря частичной компенсации индуктивных мощности и сопротивления в силовой цепи уменьшается падение и возрастает напряжение на зажимах пускового двигателя. Это обеспечивает рост вращающего момента и 64 ускорение разгона двигателя. При достижении подсинхронной скорости подается возбуждение и двигатель втягивается в синхронизм. В спязи с тем, что экскаваторные двигатели нормально работают с перевозбуждением, после подачи возбуждения происходит изменение характера нагрузки. Она принимает емкостный характер, на который реагирует реле 6 направления реактивной мощности. Отключение конденсаторной батареи происходит через логический элемент ИЛИ 10 при .изменении направления реактивной мощности и при токе в линии ,, на который настроено реле 8 тока отключения. Продолжительность включения конденсаторов продольной компенсации в схеме электроснабжения экскаваторов с мощными синхронными двигателями ограничивается .моментом подачи возбуждения и изменением характера реактивной нагрузки в питающей линии электропередачи. Перемена знака реактивной мощности в питающей линии является надежным признаком окончания процесса пуска. Кратковременное включение конденсаторов только на время пуска исключает нежелательные субгармонические и резонансные колебания, а также сни-г жает вероятность коротких замыканий и возникновения перенапряжений на конденсаторах, повышает надежность электроснабжения крупных экскаваторов и снижает эксплуатационные расходы .,

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПУСКА МОЩНЫХ СИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ЭКСКАВАТОРОВ, предназначенных для подключения к сети с большим внутренним реактивным сопротивлением, содержащее конденсаторы продольной компенсации, преднг значенные для включения последовательно с двигателем, датчики тока и напряжения статора двигателя. коммутационный аппарат с управляющим входом, шунтирующий конденсаторы, отличающееся тем, что, с целью снижения капитальных затрат путем уменьшения установленной мощности конденсаторов компенсации, в него введены реле направления реактивной мощности, реле тока включения конденсаторов компенсации, реле тока отключения конденсаторов компенсации, логические элементы И и ИЛИ, при этом выход реле тока включения конденсаторов компенсации и первый выход реле направления реактивной мощности подключены к входам логи% ческого элемента И, выход которого подключен к управляющему входу коммутационного аппарата, второй выход реле направления реактивной мощности и выход реле тока отключения конденсаторов компенсации подключены к входам логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом коммутационного аппарата, а входы реле направления реактивной мощности соединены с датчикамиток« и напряжения на зажимах двигателя. X) 3d

3i

D