Практическое задание № 4 «Определение колебания напряжения при работе сварочной машины»

Дано: однофазная сварочная машина мощностью 230 кВА работает с номинальной нагрузкой и коэффициентом мощности 0,5. Мощность питающего трансформатора 1000 кВА, загруженность 70%, коэффициент загрузки cosφ=0,8.

Рисунок 6. График изменения вторичного напряжения трансформатора при полной загрузке и различных коэффициентах мощности.

Задание: определить колебания напряжения при работе сварочной машины.

Решение:

1.Определим эквивалентную трехфазную нагрузку сварочной машины:

;

кВА.

- активная составляющая:

;

Вт.

- реактивная составляющая:

;

кВар.

2.Определяем нагрузку трансформатора при загруженности 70%:

;

кВА.

- активная составляющая:

;

кВт.

- реактивная составляющая:

;

кВар.

3.Суммарная нагрузка сварочной машины и питающего трансформатора:

- активная

;

кВт.

- реактивная

;

кВар;

tgφ= ;

tgφ= ;

.

4.Суммарная полная нагрузка:

;

кВА.

5. По заданной кривой при cos φ = 0,7 потеря напряжения в трансформаторе при полной нагрузке составит ∆U₂ = 5,45%.

При учете загрузки 150 % потеря напряжения составит:

.

6. Определим потери напряжения в трансформаторе при 70% загрузке, если при полной загрузке потеря напряжения в трансформаторе составляет 5 % и cos φ = 0,8:

.

7. Колебания напряжения при работе сварочной машины:

.

Вывод: Ухудшение показателей качества электрической энергии приводит к снижению эффективности работы технологического оборудования, увеличению потерь мощности и энергии, ускорению процесса старения изоляции обмоток и сокращению срока службы трансформатора. Снижение производительности технологического оборудования и увеличение потерь мощности в свою очередь влекут за собой рост удельного расхода электроэнергии на единицу выпускаемой продукции. Каждый процент отрицательного отклонения напряжения увеличивает расход электроэнергии на 0,3 % на единицу выпускаемой продукции, при положительном отклонении напряжения на 0,2%.

Методика расчета сварочных нагрузок для выбора элементов распределительных и питающих сетей по нагреву.

Представлена методика расчета нагрузок для выбора элементов распределительных и питающих сетей по нагреву для случая независимой работы сварочных машин и установок.

В зависимости от типа исходных данных расчет эффективной нагрузки можно производить по полной мощности или по полному току. Если известны графики тока отдельных машин, то расчет удобнее производить по полному току, а если машины задаются паспортной мощностью в киловольт-амперах, то по полной мощности.

На первом этапе расчет нагрузок по нагреву производится по полной мощности. Для расчета необходимо знание S_пасп, К_з, ПВ_ф и числа машин n. Значения S_пасп и n задаются технологами, K_з и ПВ_ф принимаются. После распределения машин по парам фаз определяется небаланс мощности по парам фаз. При небалансе мощностей не более 15% определяется нагрузка наиболее загруженной пары фаз, например А и В:

_{. (46)}

_{При ПВф ≤ 5% можно Sэф,АВ определять по приближенной формуле:}

_{, (47)}

_{где Sср – средняя мощность одной сварочной машины, кВА;}

_{Sэф – эффективная мощность одной сварочной машины, кВА;}

_{nAB - число машин, подключенных к данной паре фаз, %.}

_{Средняя и эффективная мощности одной одноточечной, шовной и рельефной сварочных машин определяются по формулам:}

₍₄₈₎

_{Среднее и эффективное значения мощности одной сварочной машины при сварке оплавлением с подогревом определяются по формулам:}

₍₄₉₎

_{Среднее и эффективное значение мощности одной стыковой сварочной машины при сварке оплавлением или сопротивлением определяются по формулам:}

₍₅₀₎

_{где Кз,опл, Кз,под, Кз,ос – коэффициенты загрузки на стадии подогрева, оплавления и осадки, определяются из приложения 5; ПВпод, ПВопл, ПВос – продолжительности подогрева, оплавления и осадки, определяются из приложения 5.}

_{Эквивалентная трехфазная эффективная нагрузка при небалансе по фазам не более 15% определяется по формуле:}

_{. (51)}

_{При небалансе мощностей по фазам более 15% S}⁽³⁾_{эф определяется по выражению:}

_{, (52)}

_{где Sэф,АВ, Sэф,АС – эффективная нагрузка наиболее загруженных пар фаз АВ и СА.}

_{По S}⁽³⁾_{эф выбирается число и мощность цеховых подстанций.}

_{На втором этапе проектирования вся сварочная нагрузка разбивается по выбранным подстанциям и производится уточненный расчет нагрузок по подстанциям, шинопроводам и т.д. На данном этапе расчет нагрузок по нагреву следует производить по полному току. Порядок расчета аналогичен первому этапу.}

Выбор элементов распределительных и питающих сетей по нагреву для случая независимой работы сварочных машин и установок на втором этапе расчета производится по эффективной нагрузке наиболее загруженного провода, например фазы В:

_{, (53)}

_{где Iэф, Iср – эффективный и средний токи одной сварочной машины, определяются:}

₍₅₄₎

Сформулировать выводы по проделанной работе.