Opublikowano: 17.XI.1965 50198 KI. 21c, 65/02 MKP UKD H 02 p 7/3g MB! Twórca wynalazku: inz. Józef Nowakowski Wlasciciel patentu: Zaklady Energetyczne Okregu Pólnocnego (Zaklad Energetyczny Bydgoszcz), Bydgoszcz (Polska) Sposób kompensacji napiecia na asynchronicznym silniku rozruchowym kompensatora mocy biernej w cyklu samosynchronizacji Przedmiotem wynalazku jest sposób kompen¬ sacji napiecia na silniku rozruchowym kompensa¬ tora mocy biernej w cyklu samosynchronizacji.W znanych ukladach kompensatorów mocy bier¬ nej z rozruchem elektrycznymi silnikami pierscie¬ niowymi wysokiego napiecia, bezposrednio sprze¬ zonymi na wale i uzwojeniem stojana wlaczanym szeregowo na stale z uzwojeniem stojana kompen¬ satora stosuje sie jeden wylacznik wysokiego na¬ piecia, którym zalaczany jest silnik do sieci wy¬ sokiego napiecia zasilany z niej szeregowo po¬ przez uzwojenie stojana kompensatora.Po osiagnieciu obrotów podsynchronicznych zespolu, kompensator zostaje wzbudzony. SEM za¬ pewnia zsynchronizowanie zespolu. Dodatkowy wylacznik wysokiego napiecia zwiera — w tym czasie — zaciski, zamykajac bezposrednio gwiaz¬ de uzwojenia stojana kompensatora, przygoto¬ wanego tym samym do oddawania mocy biernej.W czasie zamykania gwiazdy kompensatora wy¬ lacznikiem wysokiego napiecia wystepuja duze uderzenia pradowe o charakterze zwarciowym.Wartosc pradu osiaga 4—5-krotna wartosc pradu nominalnego. Te duze przetezenia powoduja — przy normalnych zalaczeniach kompensatora — uszkodzenia i deformacje polaczen czolowych uzwojenia stojana kompensatora. Uszkodzenia sa wynikiem sil dynamicznych silnych pradów. Po¬ laczenia czolowe trzeba naprawiac, badz prze- zwajac kompensator. 15 Dodatkowo przetezenia powoduja upalanie sie styków wylacznika gwiazdy. Wystepuja takze in¬ ne znane zjawiska przepieciowe i duze wstrzasy mechaniczne, w wyniku których uszkodzeniom 5 ulegaja uzwojenia wirników kompensatora i sil¬ nika oraz elementy regulacji.W ukladzie sieciowym zalaczonego kompensa¬ tora wystepuja zaklócenia ruchowe, jak obnizanie sie napiecia („przysiady napiecia"), wypadanie 10 z synchronizmu malych turbogeneratorów prze¬ myslowych oraz znane szkodliwe oddzialywanie na transformatory redukcyjne.Istota wynalazku jest wprowadzenie stalego pradu wzbudzenia do wirnika silnika rozrucho¬ wego, w chwili na krótko przed zy/arciem zacis¬ ków silnika, to jest przed zwarciem gwiazdy uzwojenia stojana kompensatora wylacznikiem wysokiego napiecia. Zasilanie uzwojenia wirnika 20 silnika rozruchowego pradem stalym trwa okolo 3 sek. i zostaje przerwane przez styk pomocniczy wylacznika gwiazdy uzwojenia stojana kompen¬ satora.To krótkotrwale zasilanie wirnika rozruchowe- 25 go silnika asynchronicznego pierscieniowego pra¬ dem stalym powoduje skompensowanie spadku napiecia na reaktancji uzwojenia stojana silnika.W wyniku zmniejsza sie napiecie na zaciskach silnika krótko przed zamknieciem sie wylacznika 30 gwiazdy kompensatora. Tym samym nastepuje 50198i 3 znaczne obnizenie udarowego pradu laczeniowego w chwili zamkniecia tego wylacznika.Przez powiekszanie wartosci pradu stalego do zasilania wirnika silnika rozruchowego uzyskuje sie obnizanie udarowego pradu laczeniowego.Prad staly do zasilania wirnika silnika rozru¬ chowego pobiera sie ze wzbudnicy kompensatora.Dodatkowo w projekcie wynalazczym wprowa¬ dza sie w automatyce samosynchronizacji uzalez¬ nienie zalaczania wylacznika gwiazdy kompensa¬ tora od wartosci napiecia na zaciskach silnika roz¬ ruchowego przy pomocy przekaznika podnapie- ciowego i zabezpieczenie przeciw ewentualnym przepieciom na silniku.Przewidziano zainstalowanie przekaznika nad- napieciowego, który przerywa cykl samosynchro¬ nizacji przez wylaczenie kompensatora od sieci w przypadku pojawienia sie na silniku niebez¬ piecznej wartosci napiecia.W cyklu samosynchronizacji w koncowej fazie, krótko przed zamknieciem wylacznika gwiazdy kompensatora, przy normalnym wzbudzeniu, ze¬ spól biegnie juz synchronicznie, lecz od przeply¬ wu pradu biegu jalowego wystepuje spadek na¬ piecia na reaktancji silnika rozruchowego. Ten spadek — zgodnie z wynalazkiem — jest kompen¬ sowany przez zasilanie wirnika silnika pradem stalym. Wtedy prad laczeniowy przy zamykaniu wylacznika gwiazdy kompensatora nie przekracza 1,2 wartosci pradu nominalnego.Wszystkie istniejace szkodliwe objawy, wyste¬ pujace w znanych kompensatorach, sa zlikwido¬ wane przez zastosowanie sposobu wedlug # pro¬ jektu wynalazczego. Zespól pracuje wtedy bez¬ awaryjnie.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat polaczenia znanego kompensatora, a fig. 2 — schemat ukladu wedlug wynalazku.Cykl rozruchu synchronizacji znanego kompen¬ satora (fig. 1) jest nastepujacy: wylacznik SP gwiazdy kompensatora Kp, wylacznik AS gwiaz¬ dy wirnika silnika rozruchowego SR, zwierajacy opory OR, oraz wylacznik F wzbudzenia i gasze¬ nia pola musza byc otwarte. Silnik asynchronicz¬ ny pierscieniowy jest zalaczany do sieci wylacz¬ nikiem WG poprzez szeregowo wlaczone uzwo¬ jenie kompensatora Kp.Po osiagnieciu okolo 60§/o obrotów nominalnych zespolu przekazywany jest impuls z regulatora odsrodkowego poprzez przekaznik czasowy t3, na¬ stawiony na 10 sek. do cewki zalaczajacej C3 wy¬ lacznika AS gwiazdy wirnika silnika, który zwie¬ ra rozruchowe opory OR. Po osiagnieciu 90°/o obrotów nominalnych z regulatora odsrodkowego, znajdujacego sie na wspólnym wale zespolu, prze¬ kazywany jest impuls zalaczania wylacznika F wzbudzenia do cewki zalaczajacej Cl tego wy¬ lacznika.Po zalaczeniu wylacznika F kompensator Kp wzbudza sie do wartosci równej w przyblizeniu napieciu sieci. Przez styki pomocnicze 9 i 10 wy¬ lacznika F, po zalaczeniu, przekazywany jest im¬ puls sterujacy poprzez przekaznik czasowy t2, 4 nastawiony na 16 sek., do cewki C2 na zalaczenie wylacznika SP gwiazdy kompensatora. Po zala¬ czeniu wylacznika SP cykl rozruchu jest zakon¬ czony. Kompensator moze byc obciazony moca 5 bierna.W czasie zamykania wylacznika SP gwiazdy kompensatora wystepuja duze przetezenia, które czesto uszkadzaja uzwojenia stojana kompensa¬ tora, prowadzac do zaklócen ruchowych. io Przekaznik czasowy tl, nastawiony na 120 sek., odmierza czas od chwili zalaczenia silnika. Jezeli cykl rozruchu nie odbedzie sie w czasie krótszym od 120 sek., zespól zostaje wylaczony wylaczni¬ kiem WG. 15 Przebig rozruchu i samosynchronizacji sposo¬ bem wedlug wynalazku (fig. 2) rózni sie od opi¬ sanego znanego przebiegu. Róznice sa nastepu¬ jace. Po osiagnieciu 90°/o obrotów nominalnych impuls z regulatora odsrodkowego, znajdujacego 20 sie na wspólnym wale zespolu, na zalaczenie wy¬ lacznika F wzbudzenia przekazywany jest przez przekaznik czasowy t2, nastawiony na 20 sek., tak, ze wzbudzenie sie kompensatora nastepuje do¬ piero po osiagnieciu podsynchronicznych obrotów 25 zespolu. W ten sposób usuwa sie zagrozenie prze¬ piec na silniku rozruchowym wskutek znacznej jeszcze róznicy czestotliwosci.Po zalaczeniu wylacznika F przekazywany jest impuls sterowania poprzez styki 9, 10 na przekaz- 30 nik czasowy t4, nastawiony na 12 sek. W tym czasie nastepuje wzbudzenie sie kompensatora oraz wciaganie zespolu w synronizm. Biegnacy juz synchronicznie zespól pobiera z sieci prad biegu jalowego, od którego powstaje na reaktan- 35 cji uzwojenia stojana silnika spadek napiecia i katowe przesuniecie.Dla skompensowania tego napiecia nastepuje wlaczenie stycznika SN, to jest zasilanie uzwoje¬ nia W wirnika silnika pradem stalym ze wzbud¬ nicy D kompensatora. Impuls z przekaznika czasowego t4 jest przekazywany przez przekaznik pomocniczy pom i styki pomocnicze 3, 5 stycznika SN do cewki zalaczajacej C6. Stycznik SN zostaje zalaczony. Jego styki pomocnicze 1 i 4 przekazuja impuls na wylaczenie wylacznika AS gwiazdy sil¬ nika i równoczesnie do przekaznika podnapiecio- wegog Ul (przewodem 12).Napiecie stale wzbudnicy D jest w pierwszej 50 chwili zalaczone stycznikiem SN na zaciski zwar¬ te wylacznikiem AS, lecz prad zwarciowy gest ograniczony opornikiem R zalaczonym przed stycznikiem SN.Po otwarciu sie wylacznika AS, prad staly, za- 55 silajacy uzwojenie wirnika silnika, plynie poprzez stycznik SN i kabel L. Równoczesnie zamyka sie on poprzez opory rozruchowe. W tym czasie obni¬ za sie napiecie na zaciskach silnika rozruchowego SR, gdzie zalaczony jest przekladnik napieciowy 60JIPN. Przekaznik podnapieciowy Ul, zalaczony W obwodzie wtórnym tego przekladnika PN, prze¬ kazuje impuls przewodem 11 do cewki C2 na zala¬ czenie wylacznika wysokiego napiecia SP gwiazdy kompensatora. 65 Do wtórnego obwodu przekladnika napieciowe-50198 5 go PN zalaczony jest równiez przekaznik nadna- pieciowy U2, który kontroluje prawidlowosc syn¬ chronizacji i w przypadku przekroczenia dozwo¬ lonego wzrostu napiecia na silniku rozruchowym przekazuje impuls wylaczenia do cewki C5 na 5 wylaczenie glównego wylacznika WG. Przekaznik czasowy tl kontroluje caly przebieg rozruchu i synchronizacji, podobnie jak w znanym sposo¬ bie.W czasie zamkniecia wylacznika SP gwiazdy 10 kompensatora, jego styki pomocnicze 7, 8 prze¬ rywaja podtrzymywanie stycznika SN, który w tym czasie otwiera sie i przerywa zasilanie uzwojenia wirnika silnika pradem stalym. Drugi biegun sterowania stycznika SN zostaje równiez 15 przerwany.Po zalaczeniu wylacznika SP gwiazdy kompen¬ satora przebieg rozruchu i samosynchronizacji jest zakonczony i kompensator moze byc obciazony mocabierna. 20 PL