ГОСТ IEC 60034-1-2014. Межгосударственный стандарт. Машины электрические вращающиеся. Часть 1. Номинальные значения параметров и эксплуатационные характеристики

7.2. Форма и симметричность напряжений и токов

7.2.1 Двигатели переменного тока

7.2.1.1 Двигатели переменного тока, предназначенные для присоединения к сети переменного тока фиксированной частоты, независимо от того, локальная она или централизованная, должны быть пригодны для работы при напряжении питания, коэффициент нелинейных искажений напряжения которого не превышает:

- 0,02 для однофазных и трехфазных двигателей, включая синхронные, кроме двигателей исполнения N (см. IEC 60034-12), если иное не заявлено изготовителем;

- 0,03 для двигателей исполнения N.

Коэффициент нелинейных искажений напряжения k_u вычисляют по формуле:

 

, (4)

 

где u_n - отношение напряжения n гармонической составляющей U_n к номинальному напряжению U_ном;

n - номер гармонической составляющей напряжения (некратные трем в случае трехфазных асинхронных двигателей).

Трехфазные двигатели должны быть способны отдавать номинальную мощность при работе от трехфазной сети с напряжением, содержащим составляющую обратной последовательности, не превышающую 1% составляющей прямой последовательности в течение длительного периода времени или 1,5% - в течение короткого периода, не превышающего нескольких минут, а также составляющую нулевой последовательности, не превышающую 1% составляющей прямой последовательности.

Если при работе двигателя с номинальной нагрузкой коэффициент нелинейных искажений напряжения и составляющие обратной и нулевой последовательностей достигают предельно допустимых значений одновременно, то работа при таких условиях не должна приводить к недопустимому перегреву двигателя. Рекомендуется, чтобы температуры или превышения температуры, возникающие в результате работы при указанных условиях, не превышали значений, установленных в настоящем стандарте, более чем на 10 К.

Примечание - В зоне действия больших однофазных нагрузок (например, вблизи индукционных печей), а также в сельских местностях и в случае смешанной промышленной и бытовой сети искажение напряжения может выходить за указанные выше пределы. В таких случаях необходимо специальное согласование.

 

7.2.1.2 Двигатели переменного тока, питаемые от статических вентильных преобразователей, должны быть способны работать при питающем напряжении с более высоким содержанием гармоник (см. IEC 60034-17 для случая двигателей с короткозамкнутым ротором в рамках IEC 60034-12).

Примечание - Если питающее напряжение существенно отличается от синусоидального, например при питании от статических преобразователей, при определении рабочих характеристик необходимо учитывать эффективные значения как полной волны напряжения, так и его основной гармоники.

 

7.2.2 Генераторы переменного тока

Трехфазные генераторы переменного тока должны быть пригодны для питания сетей, по которым при подводе симметричного и синусоидального напряжения:

- протекает ток, имеющий коэффициент нелинейных искажений не более 0,05;

- система токов в цепи такова, что ни составляющая обратной последовательности, ни составляющая нулевой последовательности не превышают 5% составляющей тока прямой последовательности тока, если в стандартах или технических условиях на конкретные типы машин не установлены более жесткие требования.

Коэффициент нелинейных искажений тока k_j вычисляют по формуле:

 

, (5)

 

где i_n - отношение тока n гармонической составляющей I_n к номинальному току I_ном;

n - номер гармонической составляющей тока;

k = 13.

В случаях, когда при работе генератора с номинальной нагрузкой предельные значения коэффициента нелинейных искажений и несимметрии токов возникают одновременно, генератор не должен чрезмерно перегреться. Рекомендуется, чтобы температуры или превышения температуры, возникающие в результате работы при указанных условиях, не превышали значений, установленных в настоящем стандарте, более чем на 10 К.

7.2.3 Синхронные машины

Трехфазные синхронные машины, если не указано иное, должны допускать продолжительную работу в несимметричных системах при токах в фазах не выше номинального, а также кратковременную работу в аварийных режимах, если относительная величина тока обратной последовательности (I₂/I_ном) в длительных режимах и произведение квадрата относительной величины тока обратной последовательности на время (I₂/I_ном)²t в кратковременном режиме не превышают значений, указанных в таблице 2.

 

Таблица 2

 

Условия работы синхронных машин в несимметричных режимах

 

Тип машины	Максимальное значение (I2/Iном) при продолжительной работе, о.е.	Максимальное значение (I2/Iном)2t для работы в аварийных условиях, с
Явнополюсные машины
1 Косвенное охлаждение обмоток:
двигатели;	0,1	20
генераторы;	0,08	20
синхронные компенсаторы	0,1	20
2 Непосредственное охлаждение (внутреннее охлаждение) статора и/или обмотки возбуждения:
двигатели;	0,08	15
генераторы;	0,05	15
синхронные компенсаторы	0,08	15
Неявнополюсные машины
3 Косвенное охлаждение обмоток статора и ротора:
воздухом	0,1	15
водородом	0,1	10
4 Непосредственное (внутреннее) охлаждение обмоток ротора машин мощностью:
до 350 МВ·А	0,08	8
св. 350 до 900 МВ·А	a	b
св. 900 до 1250 МВ·А	a	5
св. 1250 до 1600 МВ·А	0,05	5
a) Для данных машин значение (I2/Iном) рассчитывается по следующей формуле:   I2/Iном = 0,08 - (Sном - 350)/(3·104).   b) Для данных машин значение (I2/Iном)2t, выражаемое в секундах, рассчитывается по следующей формуле:   (I2/Iном)2t = 8 - 0,00545(Sном - 350),   где Sном в обеих формулах означает номинальную кажущуюся мощность, выраженную в МВ·А.

 

7.2.4 Двигатели постоянного тока, питаемые от статических преобразователей

При питании двигателей постоянного тока от преобразователей пульсации напряжения и тока влияют на работу машины. По сравнению с двигателями, питаемыми непосредственно от источника постоянного тока, в случае применения преобразователей возрастают потери и нагрев, ухудшаются условия коммутации. Поэтому двигатели мощностью свыше 5 кВт, предназначенные для питания от статических преобразователей, необходимо конструировать с учетом специфических условий такого электроснабжения. Изготовитель двигателя, если считает необходимым, может предусмотреть установку внешнего индуктивного сопротивления для уменьшения пульсации питающего напряжения и тока.

Питание от статического преобразователя должно быть отражено идентификационным кодом, имеющим следующую структуру:

 

[CCC - U_aN - f - L],

 

где CCC - идентификационный код преобразователя в соответствии с IEC 60971;

U_aN - три или четыре цифры, обозначающие переменное напряжение на входных клеммах преобразователя, выраженное в В;

f - две цифры, обозначающие частоту на входе преобразователя, выраженную в Гц;

L - одна, две или три цифры, обозначающие значение индуктивности реактора, включаемого в якорную цепь двигателя, выраженное в мГн. В случае его отсутствия данное обозначение опускается.

Двигатели номинальной мощностью, не превышающей 5 кВт, не предназначенные для питания от какого-либо определенного статического преобразователя, должны быть пригодны для работы с любым статическим преобразователем при наличии или отсутствии внешней индуктивности при условии, что номинальное значение коэффициента формы тока, для которого двигатель сконструирован, не превышено и что уровень изоляции цепи якоря двигателя соответствует номинальному значению напряжения переменного тока на входе статического преобразователя.

Во всех случаях пульсации тока на выходе статического преобразователя принимаются настолько низкими, что коэффициент пульсации тока не должен превышает 0,1 при номинальных условиях.