异步电动机同步化运行的探讨.pdf

2 0 0 8年第2期 煤矿机 电 1 0 3 a 1 Q B 2 ． 2 X 8 0 2 0 0 风电开关 图1 开关电气原理图 2 工作原理 1 在备用风机开关送电前将 B Q D - 8 0开关的隔离换向 开关手柄转到隔离位置。 2 主供、 备用风机开关电源均送电。按下 Q B Z - 2 X 8 0 2 0 0风电闭锁开关的启动按钮 Q A 1 ， 中间继电器 Z J 1线圈有 电吸合， 其常开触点 C K J 1吸合并通过 自身常开接点 C K J 1 3 进行 自保主供风机运转， 此时可接通 B Q D - 8 0开关 的隔离换 向开关 。 3 同时串接在时间继电器 J S 1回路内的 Z J 1 4常开接点 闭合 ， 时间继电器 J S 1有电， 延时闭合 Z J 2控制回路内的常开 接点 J S 1 7 ， 达到风机开车后向工作面馈电开关实现电气延时 的 目的。 延时 11 0 s 可调 4 按下启动按钮 Q A 2 ， 中间继电器Z J 2控制回路在综合 保护器 J D B常开触点闭合， 时间继电器 J S 1 7 常开接点闭合， 瓦斯报警断电仪常开接点吸合 ， c I J 2直流启动回路有电使 接触器 C K J 2主触头吸合， 并通过自身常开接点 c I J 2 3自保 开始向工作面馈电。 5 当主供风机因故停止运转时 Z J 1 、 C K J均释放断电， 其常闭触点 Z J l 2闭合， 接通 B Q D - 8 0 开关的控制回路， 真空 接触器 K 1 有电吸合 ， 备用风机投入运转， 完成自动转换的目 的。 6 当主供风机恢复正常运行后 ， 其常闭触点 Z J 1 2断开， 断开 B Q D - 8 0开关的控制回路， 备用风机停止运转。 3 使用须知 1 改造完毕及时将 Q B Z - 2 X 8 02 0 0风电闭锁开关的 备用接线柱 D 3 1 、 D 3 2用油漆涂改， 以免造成接线错误。 2 每班必须试一下双风机、 双电源是否能 自动转换。 备用风机必须定期运转， 防止备用风机因电机受潮烧坏。 b 1 B Q D s o f ia 3 改造效果 1 能很好地实现掘进工作面双电源 、 双风机自动切换 不间断供风， 且能与掘进工作面馈电实现风电闭锁。改造线 路简单， 改造费用少 ， 主供风机控制开关检修时， 不影响备用 风机运行。 2 “ 双风机 、 双电源” 的改造方案已在朝阳煤矿全面实 施 ， 运行以来工作稳定， 性能可靠， 故障率低 ， 使用和维修方 便 ， 有力促进了煤矿的安全生产。 收稿 日期 2 0 0 7～1 0～ 2 2 文章编号 1 0 0 1 0 8 7 4 2 0 0 8 0 2 0 1 0 3一o 2 异步电动机同步化运行的探讨 胡 占东 阜新矿业集团公司 艾友煤矿 ， 辽宁 阜新 1 2 3 0 0 0 中图分类号 T M 3 4 3 ． 2 文献标识码 B 异步电机结构简单、 价格便宜、 坚固耐用、 维修方便， 在 电网总负载中占总动力负载的 8 5 ％。其特点是没有励磁装 置 ， 直接由电源供 电建立旋转磁场 ， 通过电磁感应使转子带 动机械负载转动， 将电能转变为机械能， 故功率因数较低， 要 从电网中吸收大量无功功率。绕线式异步电机同步化运行， 就是在电动机异步起动后 ， 向转子绕组内通入直流电流进行 励磁、 使其变为同步电动机运行 ， 把异步电动机变为容性负 载， 向电网供给无功功率。这项措施是挖掘无功功率潜力， 解决电网无功功率短缺现象的一个积极有效的方法。 1 基本原理 绕线式异步电动机的转子绕组为三相交流绕组 ， 一般接 维普资讯 1 0 4 煤矿机 电 2 0 0 8年第2 期 成星形， 中点不引出， 每相只有一个出线端， 通过集电环和电 刷接到外电路 ， 与起动电阻器相连。改成同步化运行， 都是 利用原转子绕组经过一些改动成为励磁绕组 ， 但起动时仍要 恢复原来接线以异步方式起动， 待转速接近同步转速后才将 转子绕组打开， 按一定连接方式送人励磁电流。 利用同步力 矩和一定异步力矩， 既要考虑作为励磁绕组， 还要考虑作为 一 般转子绕组使用。转子绕组改动方法， 常有五种连接方 式 。 如图 1 所示 。 a b C d e 图1 转子绕组的连接方式图 a 两并一 串I b 两 串； c 三 串； d 两 串一短 ； e 接成两相 从图中可知， 图 1 a 、 图 1 b两种方式最简单对转子绕组不 做任何改接 ； 图 1 c 、 图 1 d 方式均要打开中性点 ， 增加集电环； 图 1 e 方式除打开中性点外 ， 还要将一相绕组分成两半。具 体采取那一种方法连接， 主要根据负载系数 同步运行时电 机输入功率与异步电机输入功率的比值 、 负载性质 是冲击 还是稳定负荷 、 牵人同步条件 重载还是轻载 ， 以及要求 补偿无功的大小及电机本身温度高低等条件进行选择。这 五种连接方式中， 两并一串方式， 除过载能力和无功增益不 大外， 其它性能较好。若电机温升有余量， 可用提高励磁 电 流 ， 。的办法弥补不足， 由于没有并联回路， 过渡过程容易产 生过电压 ， 牵人同步和失步时振荡和摇摆大， 动态性能也不 佳， 但改接方便， 过载及无功增益均较大， 若能设法做到轻载 牵入， 失步后 自动倒入异步运行 ， 并对整流元件有恰 当的过 电压保护， 仍是一种优点突出的方案。三串方式缺点较多。 两串一短方式总磁势也较大， 因增加一个短路绕组 ， 动态特 性得到改善， 过载能力也较强， 特别适合轧钢企业的冲击负 载情况， 缺点是改装时要打开中性点， 增加两只集电环。接 成两组方式改装较复杂 ， 应用较少。不同转子接线方式的同 步化特性见于表 1 。 表 1 不同转子接线方式的同步化特性 2 过载能力 异步电机同步化的主要问题是过载能力低， 一般中型绕 线式异步电机的过载能力可达 22 ． 5倍， 实现同步化后， 由 于异步电机气隙较小， 使过载能力大为降低 ， 如果所带负载 较大， 就会产生失步现象。过载能力和励磁 电流成正 比， 在 电机温升允许情况下， 加大励磁电流 ， 。是提高过载能力的 有效方法。在决定异步电机同步化工作时， 首先应弄清负载 性质， 选择适当的绕组连接方式， 计算需要通人的励磁电流， 并结合异步电机运行时温升情况来考虑有无实现 同步化的 可能。实践证明， 并非各种负荷情况下都能实现同步化 ， 一 般是将多台机组中单机容量较大的异步电机改成同步运行 来得到较大的无功收益。 3 异步电机同步化运行对控制器的要求 异步电机同步化运行， 需要对转子 的供电方式进行转 换， 对转换控制器总的要求是 1 能异步起动， 自动牵人同步运行。 2 异步与同步运行应能互相闭锁 ， 并能通过控制器进 行相互转换。 3 当电机失步或正流 激磁 回路发生故障时， 应能自 动转入异步运行并发出信号。这时电机的过载保护需 自动 转入异步运行方式保护。 4 可控硅正流激磁装置， 应具有送出最大的无功功率 和减少失步的可能性。 4 异步电机同步化运行效果 从表 2中6 3 0 k W绕组式异步电机为例 异步运行时吸收 电网无功功率 5 2 5 k v a r ， 同步化后向电网倒送无功功率 7 3 ． 5 k v a r ， 挖掘无功潜力 5 9 8 ． 5 k v a r ， 它相当于 6 o台电力电容器 每台 1 0 k v a r 所起作用。异步电动机实现同步化运行， 可 以使电动机的无功功率消耗减少 ， 甚至可以向电网输送无功 功率， 它是提高电网电压质量、 改善功率因数的有效措施。 在阜新艾友煤矿一井下主扇 电动机运行 1 4年， 经济效益显 著。 表2 异步电机同步化效果 收稿 日期 2 0 0 7 0 31 9 维普资讯