Моделювання електромагнітних процесів при живленні асинхронних двигунів від підземних підстанцій

Анотація

У статті розглянуто питання щодо впливу параметрів кабельної лінії при живленні асинхронних двигунів від підземних електричних підстанцій. Забезпечення надійного пуску асинхронних електродвигунів від підземних трансформаторних підстанцій є критичним завданням. Значна віддаленість споживачів зумовлює використання довгих кабельних ліній, що при прямому пуску призводить до глибоких падінь напруги. Наявність у мережі нелінійних навантажень, що генерують вищі гармоніки струму та напруги, додатково погіршує енергетичні показники за рахунок збільшення сумарних електричних і магнітних втрат потужності в двигунах і трансформаторах, прискореного теплового старіння та деградації ізоляції в умовах високої вологості та агресивного середовища, зниження динамічної стійкості електроприводів і ризики зриву технологічного процесу. В даному дослідженні проведено комплексне моделювання живлення асинхронних двигунів від дільничних та центральних підземних електричних підстанцій без та за наявності вищих гармонік напруги. Виконано аналіз падіння напруги залежно від довжини та перерізу жил кабелю для мережі 1140 В при прямому пуску асинхронного двигуна для потужностей 100–132 кВт, а також виконано оцінку впливу гармонійного складу напруги живлення на граничну (максимальну) довжину мережі, при якій забезпечується умови нормального прямого пуску при номінальному моменті асинхронного двигуна. Встановлено, що за наявності вищих гармонік зростає значення пускового струму, отже збільшується падіння напруги додатково на 4–6 %, що потребує примусового зниження розрахункової довжини мережі на 15–20 %. Доведено, що для подолання даних обмежень за потреби живлення асинхронного двигуна на дистанціях понад 1 км від підземної підстанції потрібна відмова від прямого пуску на користь застосування пристроїв плавного пуску (тиристорних регуляторів напруги) або локальних систем векторного частотного керування.