- •Курсовой проект
- •Введение
- •Характеристика объекта
- •Расчет электрической нагрузки предприятия
- •Определение расчетных электрических нагрузок до 1 кВ в целом по предприятию (корпусу) методом коэффициентов расчетной активной нагрузки (в соответствии с ртм 36.18.32.4-92)
- •Расчет осветительных установок цехов методом удельной нагрузки на единицу площади цеха
- •Расчет числа цеховых трансформаторов
- •2.3.1. Расчет удельной плотности нагрузки низкого напряжения на территории размещения электроприемников предприятия и выбор желаемой номинальной мощности трансформаторов
- •2.3.2. Расчет минимально-допустимого числа цеховых трансформаторов по условию передачи активной мощности на напряжение 0,4 кВ
- •Определение мощности компенсирующих устройств нн и распределение комплектных конденсаторных установок (кку) нн по цтп
- •Определение результирующих нагрузок на стороне 6-10 кВ цеховых подстанций с учетом кку нн и потерь в трансформаторах
- •Расчет электрических нагрузок на напряжении 6-10 кВ
- •2.6.2. Определение расчетной нагрузки на сборных шинах 6-10 кВ ру или гпп методом коэффициентов расчетной активной нагрузки (в соответствии с ртм 36.18.32.4-92)
- •Проектирование схемы внешнего электроснабжения
- •Выбор рационального напряжения связи предприятия с электроэнергетической системой (ээс)
- •Определение расчетной мощности на границе балансового разграничения с энергосистемой
- •Определение мощности средств компенсации реактивной мощности (крм)
- •Выбор мощности трансформаторов гпп с учетом мощности устанавливаемых средств крм
- •Разработка схем ввода электроэнергии на территорию предприятия с выбором места расположения гпп или црп
- •Определение результирующей нагрузки на границе балансового разграничения с энергосистемой при учете потерь в трансформаторах гпп
- •Выбор сечения линии связи предприятия с ээс
- •Проектирование схемы канализации электроэнергии по территории предприятия
- •Построение картограммы электрических нагрузок цехов и обособленных подразделений предприятия
- •Разработка вариантов схем канализации электроэнергии на предприятии с учетом требований по резервированию электроснабжения, как по высокому, так и низкому напряжению
- •Выбор параметров схем канализации электроэнергии на предприятии
- •4.3.1. Выбор кабелей, питающих цтп
- •Технико-экономическое сравнение вариантов канализации электроэнергии на предприятии
- •Выбор оборудования и его проверка по токам к.З.
- •Выбор оборудования
- •Расчет токов к.З. В сети напряжением выше 1000 в
- •Проверка оборудования по токам к.З.
- •Качество электроэнергии в сети напряжением выше 1000 в
- •Расчет потерь напряжения в сети напряжением выше 1000 в и цеховых трансформаторах
- •Оценка отклонения напряжения на зажимах высоковольтных потребителей электроэнергии и шинах низкого напряжения цеховых трансформаторов
- •Выбор схемы пуска высоковольтных двигателей
- •Конструктивное исполнение системы электроснабжения
- •Расчет заземления и грозозащиты подстанции
- •Выбор конструкции и расчет параметров защитного заземления
- •Расчёт молниезащиты
- •Проектирование цехового электроснабжения
- •Характеристика цеха и технические показатели электроприемников
- •Разработка вариантов схем цехового электроснабжения
- •Определение расчетных электрических нагрузок и токов для выбора параметров защитных аппаратов и токоведущих элементов цеховой сети
- •9.3.1. Расчет первого уровня электроснабжения
- •9.3.2. Расчет второго уровня электроснабжения
- •Расчет параметров элементов электроснабжения для вариантов схем электроснабжения цеха
- •9.4.1. Выбор марок распределительных пунктов и шинопроводов
- •9.4.2. Выбор параметров коммутационно – защитных аппаратов и уставок их защиты
- •9.4.3. Выбор сечений проводов и кабельных линий
- •Светотехнический и электротехнический расчет осветительной сети
- •Расчет потерь активной и реактивной мощности и напряжения в цеховой распределительной сети
- •Технико-экономическое сравнение вариантов схемы цеховой сети
- •Проверка оборудования в сети напряжением ниже 1000 в на отключающую способность и чувствительность к токам кз
- •9.8.1. Расчет токов трехфазного к.З. В сети напряжением ниже 1000 в
- •9.8.2. Проверка защитных аппаратов сети напряжением ниже 1000 в на отключающую способность
- •9.8.3. Расчет токов однофазного к.З. В сети напряжением ниже 1000 в
- •9.8.4. Проверка защитных аппаратов сети напряжением ниже 1000 в на чувствительность к токам кз
- •Распределение мощности конденсаторных установок в цеховой сети напряжением до 1 кВ
- •Анализ качества напряжения цеховой сети и расчет отклонения напряжения для характерных режимов силовых электроприемников (самого мощного и самого удаленного)
- •Проверка перегрузочной способности трансформаторов пусковыми токами
- •Конструктивное исполнение цеховой сети
- •Заключение
- •Библиографический список
Выбор схемы пуска высоковольтных двигателей
Синхронные двигатели получили широкое распространение в промышленности для электроприводов, работающих с постоянной скоростью (компрессоров, насосов и т.д.). В последнее время, вследствие появления преобразовательной полупроводниковой техники, разрабатываются регулируемые синхронные электроприводы.
Достоинства синхронных электродвигателей
Синхронный двигатель несколько сложнее, чем асинхронный, но обладает рядом преимуществ, что позволяет применять его в ряде случаев вместо асинхронного.
1. Основным достоинством синхронного электродвигателя является возможность получения оптимального режима по реактивной энергии, который осуществляется путем автоматического регулирования тока возбуждения двигателя. Синхронный двигатель может работать, не потребляя и не отдавая реактивной энергии в сеть, при коэффициенте мощности (cosф) равным единице. Если для предприятия необходима выработка реактивной энергии, то синхронный электродвигатель, работая с перевозбуждением, может отдавать ее в сеть.
2. Синхронные электродвигатели менее чувствительны к колебаниям напряжения сети, чем асинхронные электродвигатели. Их максимальный момент пропорционален напряжению сети, в то время как критический момент асинхронного электродвигателя пропорционален квадрату напряжения.
3. Синхронные электродвигатели имеют высокую перегрузочную способность. Кроме того, перегрузочная способность синхронного двигателя может быть автоматически увеличена за счет повышения тока возбуждения, например, при резком кратковременном повышении нагрузки на валу двигателя.
4. Скорость вращения синхронного двигателя остается неизменной при любой нагрузке на валу в пределах его перегрузочной способности.
Способы пуска синхронного электродвигателя
Возможны следующие способы пуска синхронного двигателя: асинхронный пуск на полное напряжение сети и пуск на пониженное напряжение через реактор или автотрансформатор.
Асинхронный пуск синхронного электродвигателя
Схема возбуждения синхронного двигателя с глухоподключенным возбудителем довольно проста и может применяться в том случае, если пусковые токи не вызывают падения напряжения в сети больше допустимого и статистический момент нагрузки Мс < 0,4 Мном.
Асинхронный пуск синхронного двигателя производится присоединением статора к сети. Двигатель разгоняется как асинхронный до скорости вращения, близкой к синхронной.
В процессе асинхронного пуска обмотка возбуждения замыкается на разрядное сопротивление, чтобы избежать пробоя обмотки возбуждения при пуске, так как при малой скорости ротора в ней могут возникнуть значительные перенапряжения. При скорости вращения, близкой к синхронной, срабатывает контакторКМ (цепь питания контактора на схеме не показана), обмотка возбуждения отключается от разрядного сопротивления и подключается к якорю возбудителя. Пуск заканчивается.
Рис. 6.1. Типовые узлы схем возбуждения синхронного двигателя
Использование тиристорных возбудителей для пуска синхронных электродвигателей
Слабым местом большинства электроприводов с синхронными двигателям, значительно усложняющим эксплуатацию и повышающим затраты, многие годы являлся электромашинный возбудитель. В настоящее время широкое распространение для возбуждения синхронных двигателей находят тиристорные возбудители. Они поставляются в комплектном виде.
Тиристорные возбудители синхронных электродвигателей более надежны и имеют более высокий к.п.д. по сравнению с электромашинными возбудителями. С их помощью легко решаются вопросы оптимального регулирования тока возбуждения для поддержания постоянства cosфи, напряжения на шинах, от которых питается синхронный двигатель, а также ограничение токов ротора и статора синхронного двигателя в аварийных режимах.
Тиристорными возбудителями комплектуется большинство выпускаемых крупных синхронных электродвигателей. Они выполняют обычно следующие функции:
пуск синхронного двигателя с включенным в цепь обмотки возбуждения пусковым резистором,
бесконтакное отключение пускового резистора после окончания пуска синхронного двигателя и защиту его от перегрева,
автоматическую подачу возбуждения в нужный момент пуска синхронного электродвигателя,
автоматическое и ручное регулирование тока возбуждения
необходимую форсировку возбуждения при глубоких посадках напряжения на статоре и резких набросах нагрузки на валу синхронного двигателя,
быстрое гашение поля синхронного двигателя при необходимости снижения тока возбуждения и отключениях электродвигателя,
защиту ротора синхронного двигателя от длительной перегрузки по току и коротких замыканий.
Если пуск синхронного электродвигателя производится на пониженное напряжение, то при «легком» пуске возбуждение подается до включения обмотки статора на полное напряжение, а при «тяжелом» пуске подача возбуждения происходит при полном напряжении в цепи статора. Возможно подключение обмотки возбуждения двигателя к якорю возбудителя последовательно с разрядным сопротивлением.
Процесс подачи возбуждения синхронному двигателю автоматизируется двумя способами: в функции скорости и в функции тока.
На схеме, приведенной на рисунке, подача возбуждения синхронному двигателю осуществляется с помощью электромагнитного реле постоянного тока КТ (реле временис гильзой).Катушка релевключается на разрядное сопротивление Rразр через диод VD. При подключении обмотки статора к сети в обмотке возбуждения двигателя наводится ЭДС. По катушке реле КТ проходит выпрямленный ток, амплитуда и частота импульсов которого зависят от скольжения.
Рис. 6.2. Подача возбуждения синхронному двигателю в функции скорости
При пуске скольжение S = 1. По мере разгона двигателя оно уменьшается и интервалы между выпрямленными полуволнами тока возрастают; магнитный поток постепенно снижается по кривой Ф(t).
При скорости, близкой к синхронной, магнитный поток реле успевает достигнуть значения потока отпадания реле Фот в момент, когда через реле КТ ток не проходит. Реле теряет питание и своим контактом создает цепь питания контактора КМ (на схеме цепь питания контактора КМ не показана).
Рассмотрим контроль подачи возбуждения в функции тока с помощью реле тока. При пусковом токе срабатывает реле тока КА и размыкает свой контакт в цепи контактора КМ2.
Рис. 6.3. График изменения тока и магнитного потока в реле времени КТ
Рис. 6.4. Контроль подачи возбуждения синхронному двигателю в функции тока
При скорости, близкой к синхронной, реле КА отпадает и замыкает свой контакт в цепи контактора КМ2. Контактор КМ2 срабатывает, замыкает свой контакт в цепи возбуждения машины и шунтирует резистор Rразр.
Произведем проверку условий прямого пуска СД, исходя из рассчитанных сопротивлений СД при расчете токов к.з.
При резких пусках: хдв≥4 хс. При частых пусках: хдв≥9 хс.
Подставляя численные значения, при резких пусках получаем
хдв/ хс≥9 или
5,22 / 0,33 = 15,8 ≥9.