Что такое обратная мощность двигателя

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Автомат — обратная мощность

Автомат обратной мощности применяется, например, для защиты параллельно работающих генераторов от перехода к работе двигателем. Принцип действия такого автомата показан на рис. 18 — 3, д; катушка тока / С / автомата при нормальном направлении передачи энергии создает магнитное поле, противоположное полю катушки напряжения Ка; благодаря этому катушки не могут втяну. С; но при изменении направления передачи энергии меняется. Kt, поля катушек в этих условиях складываются и втягивают сердечник, что вызывает размыкание контактов цепи и отключение генератора. [1]

Автомат обратной мощности работает и при повреждениях трансформаторов. На повреждения в сети низкого напряжения автомат обратной мощности не реагирует. [3]

Именно для предотвращения этого и нужны автоматы обратной мощности , реагирующие на изменение направления энергии. [4]

Избирательная защита обеспечивается при установке на стороне до 1000 В трансформатора автомата обратной мощности ( АОМ), представляющего сочетание воздушного автоматического выключателя с элементом, реагирующим на изменение направления потока мощности. В качестве последнего используется комплект защиты типа РОМ-3. При напряжении сети 220 В реле включается по 30-градусной схеме: IA-UAC; IB-UBA; УС — UCB — В сети 380 В реле включается на фазные токи и напряжения. [6]

Если повреждается какой-либо трансформатор, например Т1 ( точка К2), то мощность через трансформатор 77 и автомат обратной мощности QFW1 изменяет направление, проходя из замкнутой сети к месту повреждения. Автомат обратной мощности QFW1, реагируя на изменение направления мощности, отключает поврежденный трансформатор Т1 со стороны низшего напряжения. Неповрежденные трансформаторы остаются в работе, электроснабжение потребителей сохраняется полностью. [8]

Если повреждается какой-либо трансформатор, например 77 ( точка К2), то мощность через трансформатор 77 и автомат обратной мощности SFW1 изменяет направление, проходя из замкнутой сети к месту повреждения. Автомат обратной мощности SFW1, реагируя на изменение направления мощности, отключает поврежденный трансформатор 77 со стороны низшего напряжения. Неповрежденные трансформаторы остаются в работе, электроснабжение потребителей сохраняется полностью. [9]

Если повреждается какой-либо трансформатор, например Т1 ( точка / ( г), то мощность через трансформатор Т1 и автомат обратной мощности SFW1 изменяет направление, проходя из замкнутой сети к месту повреждения. Автомат обратной мощности SFW1, реагируя на изменение направления мощности, отключает поврежденный трансформатор 77 со стороны низшего напряжения. Неповрежденные трансформаторы остаются в работе, электроснабжение потребителей сохраняется полностью. [10]

В замкнутых кабельных сетях все кабельные линии напряжением до 1000 в включены параллельно ( замкнуты), а в трансформаторных подстанциях на риловых трансформаторах установлены автоматы обратной мощности , отключающие трансформаторы от сети при повреждении распределительных кабелей напряжением выше 1000 в или устанавливаются специальные предохранители, обеспечивающие селективное отключение поврежденного участка. Замкнутые сети напряжением до 1000 0 предусматривают питание от нескольких трансформаторных подстанций, получающих электроэнергию от различных источников электроснабжения, и наличие разветвленной кабельной сети с кабелями достаточного сечения. Замкнутые сети напряжением до 1000 в обеспечивают надежное электроснабжение потребителей, так как при отключении участка сети напряжением 6 — 10 кв напряжение у потребителей сохраня — ется. Замкнутые сети напряжением до 1000 в в связи со сложностью защиты от коротких замыканий в Советском Союзе применяются редко. [11]

Если повреждается какой-либо трансформатор, например Т1 ( точка К2), то мощность через трансформатор 77 и автомат обратной мощности QFW1 изменяет направление, проходя из замкнутой сети к месту повреждения. Автомат обратной мощности QFW1, реагируя на изменение направления мощности, отключает поврежденный трансформатор Т1 со стороны низшего напряжения. Неповрежденные трансформаторы остаются в работе, электроснабжение потребителей сохраняется полностью. [12]

Если повреждается какой-либо трансформатор, например 77 ( точка К2), то мощность через трансформатор 77 и автомат обратной мощности SFW1 изменяет направление, проходя из замкнутой сети к месту повреждения. Автомат обратной мощности SFW1, реагируя на изменение направления мощности, отключает поврежденный трансформатор 77 со стороны низшего напряжения. Неповрежденные трансформаторы остаются в работе, электроснабжение потребителей сохраняется полностью. [13]

Если повреждается какой-либо трансформатор, например Т1 ( точка / ( г), то мощность через трансформатор Т1 и автомат обратной мощности SFW1 изменяет направление, проходя из замкнутой сети к месту повреждения. Автомат обратной мощности SFW1, реагируя на изменение направления мощности, отключает поврежденный трансформатор 77 со стороны низшего напряжения. Неповрежденные трансформаторы остаются в работе, электроснабжение потребителей сохраняется полностью. [14]

Судовые электрические станции и сети — Реле обратной мощности и тока

Содержание материала

• Судовые электрические станции и сети
• Приемники электроэнергии
• Структура и классификация электроэнергетических систем
• Требования к электрооборудованию
• Параметры электроэнергетических систем
• Генераторные агрегаты
• Генераторы переменного и постоянного тока
• Генераторные установки отбора мощности
• Выбор мощности, числа и типов генераторных агрегатов
• Системы стабилизации напряжения синхронных генераторов
• Принципы постороения систем стабилизации напряжения
• Системы стабилизации с фазовым компаундированием
• Система стабилизации напряжения генераторов ГМС
• Параллельная работа синхронных генераторов
• Параллельная работа генераторов постоянного тока
• Аварийные электростанции
• Кислотные аккумуляторы
• Щелочные аккумуляторы
• Серебряно-цинковые аккумуляторы
• Выбор и размещение аккумуляторов
• Вращающиеся зарядные преобразователи
• Выпрямительные агрегаты
• Генерирование и распределение электроэнергии
• Главные распределительные щиты и пульты управления
• Вторичные распределительные щиты
• Автоматизированные электростанции
• Схемы АДУЭС
• Локальные устройства автоматизации
• Обслуживание ЭС
• Расчеты токов короткого замыкания
• Коммутационная и защитная аппаратура
• Автоматические установочные выключатели
• Автоматические выключатели АК
• Предохранители
• Пакетные выключатели и переключатели
• Реле обратной мощности и тока
• Электроизмерительные приборы
• Схемы распределения электроэнергии и сетей
• Кабели
• Контроль изоляции
• Защита от помех радиоприему
• Электробезопасность обслуживания
• Пожарная безопасность
• Назначение судового освещения
• Основные светотехнические величины судового освещения
• Источники света судового освещения
• Светильники с лампами накаливания судового освещения
• Светильники судового освещения с люминесцентными лампами
• Нормы и методы расчета освещенности
• Сигнально-отличительные огни судового освещения
• Прожекторы и электронагревательные приборы судового освещения
• Обслуживание осветительных установок
• Данные по судовому электрооборудованию

§ 41. РЕЛЕ ОБРАТНОЙ МОЩНОСТИ

При параллельной работе генераторных агрегатов возможен переход одного из них в. двигательный режим вследствие изменения направления потока мощности в цепи генератора из-за нарушения нормальной работы первичного двигателя (изменения или прекращения подачи топлива).
На судах в электрических установках при параллельной работе генераторов применяют РОМ, предназначенные для защиты генератора от перехода в двигательный режим путем отключения автоматического выключателя генератора.
На судовых ЭС переменного тока часто применяют РОМ, которые относятся к индукционным направленным реле косвенного действия с зависимой характеристикой.
Реле (рис. 82, а, б) состоит из двух основных частей — магнитопровода (верхней 8 и нижней 5 магнитных систем) и подвижной системы. Таковая обмотка 11 магнитной системы, рассчитанная на ток 5 А, включена последовательно через трансформатор в одну фазу статора генератора, обмотка 12 напряжения, рассчитанная на напряжения 127 и 230 В, подключена параллельно .к статору синхронного генератора.
Подвижная система состоит из алюминиевого диска 6, насаженного на ось 4 (диск может поворачиваться на некоторый угол). Диск расположен между полюсами магнитных систем, вращается в зазорах двух постоянных магнитов 7, обеспечивающих зависимую от мощности выдержку времени.
На подвижной оси одним концом прикреплена спиральная пружина 2, другой конец которой закреплен неподвижно. Через зубчатую пару ось соединена с подвижным контактом 3. Неподвижный контакт 1 укреплен на пластмассовой колодке 9.

Спиральная пружина, воздействуя на подвижную систему,, удерживает ее в крайнем положении при отсутствии тока в обмотках электромагнита. Ток при работе генератора стремится повернуть диск в сторону действия пружины. При переходе синхронного генератора в двигательный режим меняется фаза тока в последовательной обмотке электромагнита, который стремится повернуть диск в противоположную сторону. При определенной уставке обратной мощности диск преодолевает противодействие пружины, поворачивается и с выдержкой времени замыкает контакты 10.
Изменением числа витков последовательной обмотки магнитной системы, включенной в цепь вторичной обмотки трансформатора, регулируется уставка величины обратной мощности (6,9 и 12% Рном). Выдержку времени реле регулируют в пределах 12 с изменением положения упора подвижного контакта.
Реле выпускают в брызгозащищенном исполнении в стальном кожухе (для защиты от механических повреждений и проникновения воды) с передним и задним присоединением внешних проводов.
Обслуживают реле в строгом соответствии с инструкцией завода-изготовителя. В настоящее время для проектируемых ЭЭС защита синхронных генераторов от перехода в двигательный режим осуществляется с помощью бесконтактного реле обратного активного тока РОТ-51, которое имеет ступенчатое регулирование срабатывания по току 5, 10, 15% /ном.

§ 42. РЕЛЕ ОБРАТНОГО ТОКА

При параллельной работе генераторов и зарядке аккумуляторных батарей от генераторов постоянного тока для защиты аккумуляторов и электрических машин от обратного тока применяют реле. В процессе перехода одного генератора в двигательный режим реле, воздействуя на автомат генератора, автоматически отключает его от сети.
На судах применяют РОТ типа ДТ (рис. 83), содержащий магнитные системы тока и напряжения и контакты.
Последовательная обмотка 8 сердечника 7 электромагнита включена в цепь якоря 4, укрепленного на оси 3 между полюсами Г) электромагнита. Обмотка напряжения на якоре 6 включается через добавочный резистор в цепь. Пружиной 1 якорь поворачивается против часовой стрелки до упора, размыкающий контакт 2 при этом замкнут.
При обтекании током последовательной и параллельной обмоток возникает электромагнитный вращающий момент, стремящийся повернуть якорь и зависящий от направления тока в обмотках тока и напряжения. Момент вращения совпадает с моментом противодействующей пружины, когда направления тока в обмотке напряжения и прямого тока последовательной обмотки совпадают. При этом момент направлен в сторону размыкания контактов (у реле с замыкающими контактами) и в сторону замыкания (у реле с размыкающими контактами). Изменение направления тока в последовательной обмотке электромагнита вызывает изменение момента вращения. При обратном токе, равном уставке, реле, преодолевая усилие пружины 1, срабатывает: реле с замыкающими контактами замыкается, а реле с размыкающими контактами — размыкается. Якорь с подвижным контактом возвращается в исходное положение автоматически при исчезновении обратного тока.

Рис. 83. Реле обратного тока
номинальные токи последовательных обмоток реле ДТ-11 и ДТ-15 соответствуют 6, 25, 50, 150 и 200 А, а для ДТ-12 и ДТ-16 — 400, 600 и 800 А. Обмотки допускают продолжительную нагрузку током 1,2/ном.
Рабочие токи, меньшие или большие номинального, а также при отклонении подводимого к обмотке напряжения, соответственно уменьшают или увеличивают чувствительность реле.
Параллельная обмотка рассчитана на напряжение 50 В, но РОТ изготовляют на напряжения 110 и 220 В, поэтому для поглощения избыточного напряжения последовательно с обмоткой напряжения включают дополнительный резистор, сопротивление которого для напряжения 110 В составляет 800 Ом, а для напряжения 220 В—2200 Ом.
Обслуживать РОТ следует в строгом соответствии с инструкцией завода-изготовителя.

Что такое обратная мощность двигателя

Каких-либо особых условий в плане энергосбережения, отличающих временное или постоянное загородное жилье от многоквартирного городского нет. Из бытовых приборов многие дачники и жители небольших деревень запасаются электрохлебопечками и электроприборами для очистки воды. В таких домах, как правило, существенно больше используются лампы для освещения – не только внутри дома, но и во дворе, а также на приусадебном участке (см. раздел «Энергоэффективность в комнате»). Часто используется электрический рабочий инструмент: насосы, триммеры, электрорубанки, электропилы, шредеры и т.п. В них основным рабочим элементом является электродвигатель. И вопрос энергоэффективности во многом упирается в вопрос энергоэффективности работы двигателя. Грамотно выбрать рабочий инструмент с энергоэффективным двигателем можно, обращая внимание на некоторые моменты.

В процессе эксплуатации двигателя значительные потери энергии наблюдаются в переходных режимах и в первую очередь при его пуске.

Потери энергии в переходных режимах могут быть заметно снижены за счет применения двигателей с меньшими значениями моментов инерции ротора, что достигается уменьшением диаметра ротора при одновременном увеличении его длины, так как мощность двигателя при этом должна оставаться неизменной.

Эффективным средством снижения потерь при пуске двигателей является пуск при постепенном повышении напряжения, подводимого к обмотке статора. Энергия, расходуемая при торможении двигателя, равна кинетической энергии, запасенной в движущихся частях электропривода при его пуске. Энергосберегающий эффект при торможении зависит от способа торможения. Наибольший энергосберегающий эффект происходит при генераторном рекуперативном торможении с отдачей энергии в сеть. При динамическом торможении двигатель отключается от сети, запасенная энергия рассеивается в двигателе и расхода энергии из сети не происходит.

Наибольшие потери энергии наблюдаются при торможении противовключением, когда расход электроэнергии равен трехкратному значению энергии, рассеиваемой в двигателе при динамическом торможении. При установившемся режиме работы двигателя с номинальной нагрузкой потери энергии определяются номинальным значением КПД. Но если электропривод работает с переменной нагрузкой, то в периоды спада нагрузки КПД двигателя понижается, что ведет к росту потерь. Эффективным средством энергосбережения в этом случае является снижение напряжения, подводимого к двигателю в периоды его работы с недогрузкой. Этот способ энергосбережения возможно реализовать при работе двигателя в системе срегулируемым преобразователем при наличии в нем обратной связи по току нагрузки. Сигнал обратной связи по току корректирует сигнал управления преобразователем, вызывая уменьшение напряжения, подводимого к двигателю в периоды снижения нагрузки.

Если же приводным является асинхронный двигатель, работающий при соединении обмоток статора «треугольником», то снижение подводимого к фазным обмоткам напряжения можно легко реализовать путем переключения этих обмоток на соединение «звездой», так как в этом случае фазное напряжение понижается в 1,73 раза. Этот метод целесообразен еще и потому, что при таком переключении повышается коэффициент мощности двигателя, что также способствует энергосбережению.

Выбор двигателя завышенной номинальной мощности ведет к снижению его технико-экономических показателей (КПД и коэффициента мощности), вызванных недогрузкой двигателя. Такое решение при выборе двигателя ведет как к росту капитальных вложений (с ростом мощности увеличивается стоимость двигателя), так и эксплуатационных расходов, поскольку с уменьшением КПД и коэффициента мощности растут потери, а, следовательно, растет непроизводительный расход электроэнергии. Применение двигателей заниженной номинальной мощности вызывает их перегрузку при эксплуатации. Вследствие этого растет температура перегрева обмоток, что способствует росту потерь и вызывает сокращение срока службы двигателя. В конечном счете возникают аварии и непредвиденные остановки электропривода и, следовательно, растут эксплуатационные расходы. В наибольшей степени это относится к двигателям постоянного тока из-за наличия у них щеточно-коллекторного узла, чувствительного к перегрузке.

Большое значение имеет рациональный выбор пускорегулирующей аппаратуры. С одной стороны, желательно, чтобы процессы пуска, торможения реверса и регулирования частоты вращения не сопровождались значительными потерями электроэнергии, так как это ведет к удорожанию эксплуатации электропривода. Но, с другой стороны, желательно, чтобы стоимость пускорегулирующих устройств не была бы чрезвычайно высокой, что привело бы к росту капитальных вложений. Обычно эти требования находятся в противоречии. Например, применение тиристорных пускорегулирующих устройств обеспечивает наиболее экономичное протекание процессов пуска и регулирования двигателя, но стоимость этих устройств пока еще остается достаточно высокой. Поэтому при решении вопроса целесообразности применения тиристорных устройств следует обратиться к графику работы проектируемого электропривода. Если электропривод не подвержен значительным регулировкам частоты вращения, частым пускам, реверсам и т.п., то повышенные затраты на тиристорное либо другое дорогостоящее оборудование могут оказаться неоправданными, а расходы, связанные с потерями энергии, — незначительными. И наоборот, при интенсивной эксплуатации электропривода в переходных режимах применение электронных пускорегулирующих устройств становится целесообразным. К тому же следует иметь в виду, что эти устройства практически не нуждаются в уходе и их технико-экономические показатели, включая надежность, достаточно высоки. Необходимо, чтобы решение по применению дорогостоящих устройств электропривода подтверждалось технико-экономическими расчетами.

Решению проблемы энергосбережения способствует применение синхронных двигателей, создающих в питающей сети реактивные токи, опережающие по фазе напряжение. В итоге сеть разгружается от реактивной (индуктивной) составляющей тока, повышается коэффициент мощности на данном участке сети, что ведет к уменьшению тока в этой сети и, как следствие, к энергосбережению. Эти же цели преследует включение в сеть синхронных компенсаторов. Примером целесообразного применения синхронных двигателей является электропривод компрессорных установок, снабжающих предприятие сжатым воздухом. Для этого электропривода характерен пуск при небольшой нагрузке на валу, продолжительный режим работы при стабильной нагрузке, отсутствие торможений и реверсов. Такой режим работы вполне соответствует свойствам синхронных двигателей.

Используя в синхронном двигателе режим перевозбуждения, можно достичь значительного энергосбережения в масштабе всего предприятия. С аналогичной целью применяют силовые конденсаторные установки («косинусные» конденсаторы). Создавая в сети ток, опережающий по фазе напряжение, эти установки частично компенсируют индуктивные (отстающие по фазе) токи, что ведет к повышению коэффициента мощности сети, а следовательно, к энергосбережению.

Насосы

Среди основных причин неэффективной эксплуатации насосного оборудования можно выделить две основные:

1. Переразмеривание насосов, т.е. установка насосов с параметрами подачи и напора большими, чем требуется для обеспечения работы насосной системы.

2. Регулирование режима работы насоса при помощи задвижек. Потребители довольно часто выбирают насос с запасом по напору, полагая, что это гарантирует работу насоса при любых условиях. В этом случае рабочая точка смещается в правую зону и выходит за пределы рабочего диапазона, что приводит к увеличению потребляемой мощности, падению КПД перегрузке электродвигателя, а также ряду проблем механического характера, что значительно повышает риск поломки агрегата.

Меры по снижению энергопотребления и их потенциальный размер

Цели и способы защиты генераторов от обратной мощности и обратного тока.

Целью защиты является защита генераторов от работы в режиме электродвигателя. Такой режим возможен в случае резкого снижения оборотов одним из параллельно работающих генераторных агрегатов или при неправильном включении генератора в судовую сеть

Защита осуществляется у генераторов постоянного тока при помощи реле обратного тока, а у генераторов переменного тока—при помощи реле обратной мощности или при помощи реле обратного активного тока, которые применяются в современных схемах электрических станций.

Реле обратного тока и обратной мощности—это электромеханические двухкатушечные реле, имеющие катушки токовую и напряжения. Реле обратного активного тока—это электронное реле. Указанные реле устанавливаются в генераторных панелях главного распределительного щита.

При нормальной работе генератора магнитные потоки, создаваемые катушками токовой и напряжения, уравновешены. Реле находится в состоянии покоя. При возникновении ненормального режима работы генератора (генератор начинает потреблять энергию из сети) магнитные потоки от катушек разбалансируются и якорь реле начинает поворачиваться. При этом нормально открытые контакты замыкаются, а нормально закрытые размыкаются и разрывают цепь катушки нулевого напряжения автомата генератора. Генератор отключается от сети, а закрывшиеся нормально открытые контакты реле подают питание на звуковой и световой сигналы «Обратная мощность» на панели указанного генератора.

Избежать работы генератора в режиме электродвигателя можно, поддерживая регулятор числа оборотов первичного двигателя генератора и автоматический регулятор напряжения генератора в исправном состоянии, а также установкой реле обратной мощности, реле обратного тока, реле обратного активного тока и точной синхронизацией вводимых в параллель генераторов.

Защиты от короткого замыкания.

Применяются следующие защиты от короткого замыкания:

Плавкие предохранители применяются во всех электрических сетях. Они бывают трубчатые, стеклянные, ножевые. Плавкие вставки всех предохранителей калибруются по различным величинам токов, от долей ампер до нескольких сот ампер. Калибровка обозначается различными цветами сигнальной фишки плавкой вставки.

Автоматические воздушные выключатели (автоматы) применяются для защиты от короткого замыкания генераторов, электродвигателей и фидеров. Как правило, автоматы устанавливаются вместе с предохранителями.

В современных судовых электростанциях применяются УЗО—устройства защитного отключения, которые автоматически отключают потребитель при замыкании на корпус электрооборудования.

Реле максимального тока, которые устанавливаются в схемах электрогребных установок, генераторах и электродвигателях большой мощности.

Эксплуатация электрооборудования палубных механизмов.

Техническая эксплуатация палубных механизмов должна осуществляться в соответствии с требованиями заводских инструкций, правил технической эксплуатации и требований Классификационных обществ.

Техническая эксплуатация подразделяется на техническое использование и техническое обслуживание. Техническое использование осуществляют члены экипажа, которые работают на этом оборудовании, а техническое обслуживание—члены машинной команды (электромеханик, электрики или механик, кому поручено это делать). Техническое обслуживание обычно подразделяется на техническое обслуживание 1,2,3 (ТО-1, ТО-2, ТО-3). Объем и периодичность технического обслуживания устанавливается заводской инструкцией или правилами технической эксплуатации.

При техническом обслуживании электродвигателей проверяется сопротивление изоляции, состояние подшипников, электротормозов. В тормозах проверяется и, при необходимости, регулируется величина воздушного зазора между фрикционными дисками.

В аппаратуре управления (контроллеры, командоконтроллеры, магнитные станции) контролируется состояние контактных поверхностей силовых и блокировочных контактов, а также величина их зазоров в разомкнутом состоянии.

В грузовых и шлюпочных лебедках необходимо регулярно проверять состояние конечных выключателей и при необходимости производить регулировку зазора в них.

Во всем электрооборудовании необходимо постоянно контролировать заземления.