|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» |
ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
АСИНХРОННОЙ НАГРУЗКИ В СИСТЕМАХ
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Методические указания к выполнению
лабораторной работы № 1 по дисциплине
«Режимы систем промышленного электроснабжения»
(Продолжительность лабораторного занятия ─ 4 часа)
Казань 2013
УДК
621.311 ББК 31.2
Даны варианты заданий, указания к выполнению лабораторной работы и обработки результатов опыта. Исследуется влияние возможных факторов на процессы в асинхронных двигателях при малых изменениях режима в системе промышленного электроснабжения, выявляются условия повышения надежности работы двигательной нагрузки. Работа выполняется на ЭВМ.
Предназначены для выполнения лабораторной работы студентами направления подготовки 140400.68 «Электроэнергетика и электротехника»; специализированной подготовки магистра по программе «Оптимизация развивающихся систем электроснабжения» Работа рассчитана на четыре часа лабораторных занятий и два часа домашней подготовки.
УДК
621.311
ББК
31.2
© Казанский государственный энергетический университет, 2013
1. Цель работы
Целью настоящей работы является изучение и исследование режимных характеристик асинхронной нагрузки в системах электроснабжения. Устанавливаются изменения условий режима работы асинхронных двигателей АД при малых возмущениях в системе в зависимости от влияющих факторов. На рис. 1 представлены две характерные модели узла нагрузки, включающей асинхронные двигатели – модель, где напряжение в узле асинхронной нагрузки является независимой переменной и остается постоянной при любых изменениях режима Uдв = const (рис. 1а) и модель, где асинхронные двигатели по мощности соизмеримы с мощностью генератора и независимой переменной является ЭДС эквивалентного генератора Еэ = const (рис. 1б).
Источник питания
АД
а)
Cт.
Т1 Л Т2
Uдв
= var
Ег
= const
БК
АД
б)
Рис. 1. Исследуемая электрическая система
2. Описание лабораторной работы
Лабораторная работа проводится на ЭВМ типа IBM PC AT. Исследуются две модели системы электроснабжения, состоящие из источников питания (электрической станции (Ст) или постоянного напряжения). Станция питает асинхронную нагрузку через линию электропередачи Л и трансформаторы Т1 и Т2. Исследуемая система представлена на рис.1. Нагрузка представлена асинхронными двигателями АД. К шинам с напряжением Uдв может быть подключена батарея конденсаторов БК для компенсации реактивной мощности нагрузки до значения нормативного коэффициента реактивной мощности tgφ3. = 0.35.
Cистема электроснабжения должна работать так, чтобы некоторые изменения (ухудшения) режима не приводили к нарушению устойчивости ее работы. Простейшая оценка ее запаса устойчивости основывается на сопоставлении показателей проверяемого (исходного) режима и показателей, характеризующих режим, предельный по устойчивости
Устойчивость узла асинхронной нагрузки системы электроснабжения (рис.1) проверяется по практическим критериям [1]. В качестве режимных характеристик используются зависимости потребляемой активной и реактивной мощностей АД в функции от скольжения Р = f(S), Q = f(S); ЭДС источника питания от напряжения на шинах нагрузки U, т.е. Еэ = f(U), выдаваемой станцией Ст. реактивной мощности Qэ в функции ЭДС Qэ = f(Е). В качестве влияющих факторов рассматриваются изменения напряжения в узле нагрузки, влияние автоматического регулирования генератора на режим АД, влияние компенсации реактивной мощности, коэффициента загрузки двигателей. Указанные зависимости строятся с использованием ЭВМ. Алгоритм определения вышеуказанных зависимостей, предлагаемый в [1], реализован в программе на алгоритмическом языке BASIK.
Параметры элементов исследуемой системы и режима приведены в табл.1.и 2. Номер варианта по таблицам, а также задания на бригады (приведенные ниже) дает преподаватель. Принять базисное напряжение на первой ступени равным номинальному напряжению АД: Uб = Uдв.
Таблица 1
-
№ вари-антов
Параметры
генератора
трансформаторов Т1 и Т2
Sн,
МВА
n,
шт
Хd,
o.e
X’d,
o.e
Sт1,
МВА
Sт2,
МВА
1
7,5
1
1,65
0,17
10
10
2
7,5
1
1,71
0,17
10
10
3
7,5
1
1,65
0,17
10
10
4
7,5
3
1,65
0,17
10
10
5
7,5
3
1,65
0,17
10
10
6
15
3
2,07
0,20
16
16
7
15
1
2,07
0,20
16
16
8
15
1
2,07
0,20
16
16
9
15
1
1,85
0,17
16
16
10
15
2
1,85
0,17
16
16
11
25
2
1,85
0,174
32
32
12
25
2
2,07
0,20
32
32
13
25
1
1,85
0,174
32
32
14
25
1
2,07
0,2
32
32
15
25
1
2,07
0,2
32
32
Таблица 2
-
№
Технические данные АД
Линия
вар.
Рн, кВт
cosφ
n, шт.
Хs, о.е.
Uн,кВ
R, о.е.
Кз, о.е.
l, км
Х, Ом/км
1
500
0,92
15
0.2
10
0.04
0.8
15
0.41
2
630
0,9
11
0.18
10
0.036
0.85
35
0.41
3
800
0,9
9
0.16
10
0.032
0.75
40
0.42
4
1000
0,89
7
0.15
10
0.03
0.8
50
0.44
5
1250
0,89
6
0.14
10
0.028
0.9
45
0.4
6
1250
0,88
9
0.14
10
0.028
0.86
50
0.41
7
1600
0,89
6
0.13
6
0.026
0.87
55
0.43
8
1000
0,89
12
0.15
10
0.03
0.88
48
0.42
9
2000
0,89
6
0.12
6
0.024
0.9
45
0.43
10
1600
0,92
6
0.13
6
0.026
0.86
50
0.4
11
2500
0,89
3
0.14
6
0.028
0.89
55
0.41
12
3150
0,89
3
0.15
6
0.03
0.88
50
0.42
13
5000
0,92
3
0.16
6
0.0322
0.87
60
0.4
14
6300
0,905
3
0.16
6
0.032
0.86
65
0.39
15
8000
0,9
2
0.17
6
0.034
0.89
70
0.39
Прu.мечание к табл. 1 и 2: Номинальные напряжения генератора Uн = 10,5 кВ, среднее номинальное напряжение линии Л Uср.ном = 115 кВ. Напряжение короткого замыкания трансформаторов Т1 и Т2 Uкз = 10,5 %.