Билет №26

Дано:

Асинхронный двигатель с фазным ротором 4АК225М8 У3 имеет параметры: ; ; ; ; ;

; ;

Найти: сопротивление реостата, который надо включить в цепь ротора, чтобы при заданной нагрузке частота вращения составляла . Рассчитать номинальный ток двигателя

Решение

Номинальный момент двигателя по паспортным данным вычисляется как:

Синхронная частота вращения поля статора (выбираем стандартную частоту ближайшую большую к ):

Номинальное скольжение двигателя:

Критическое скольжение на естественной характеристике:

Критический момент:

Механические характеристики асинхронного двигателя на участке от 0 до с достаточной точностью можно считать прямолинейными, следовательно для построения характеристик достаточно знать две координаты:

(0; ) , ( ; ) – для естественной характеристики

(0; ) , ( ; ) – для искусственной характеристики

Точка (0; ) одинакова для обоих характеристик, т.к. скорость идеального холостого хода не зависит от добавочного сопротивления в цепи ротора , где - частота синусоидального тока в обмотках статора, - число пар полюсов двигателя

Естественная и искусственная механические характеристики

1 – естественная механическая характеристика

2 – искусственная механическая характеристика ( )

Номинальное сопротивление ротора:

Сопротивление реостата:

Номинальный ток двигателя:

1. Оценка динамической устойчивости электрической системы электроснабжения методом площадей.

Статическая устойчивость системы – отклонения малы.

Обрыв Р = Еu_С / x_РЕЗ( z ) × sinδ

Р_{ДО АВ} (до аварии), Р_Т (турбины), 1 – энергия ускорения, 2 – торможения.

Если S₂>S₁ → система устойчива.

Р_Т

2. Мостиковые схемы. Влияние графика суточных нагрузок на положение выключателя.

При неравномерной нагрузке применяется схема1. При равномерной нагрузке применяется схема 2.

В схеме 1 при минимальной нагрузке можно отключить один трансформатор.

3.Взаимная связь режимов напряжения и реактивной мощности в электрических сетях.

Напряжение в различных точках системы различно и зависит от передаваемой мощности Ри Qи сопротивлений Rи X. Для рассматривае­мых сетей значение X>R(примерно на порядок).В этом случае потеря напряжения возрастает и напряжение снижается

иногда в недопустимых пределах. Большие отклонения напряжения нельзя допускать по условиям статическойустойчивости. Они приводят к завышенным потерям мощности и неэффективному использованию электроэнергии.

Поэтому жесткие требования к поддержанию напряжения, в определенных пределах вызывают необходимость его автоматического регулирования. Напряжения в ограниченных районах электрической сети поддерживаются регули­рованием в определенных узлах питающей сети, называемых контрольными точками.

Автоматическое регулирование напряжения. Первичным устройством управления напряжением является быст­родействующий автоматический регулятор возбуждения (АРВ) синхронных машин. Измерительный орган этого регулятора контро­лирует отклонение напряжения на выводе машин от заданной величины, а в переходных процессах реагирует, в рядеслучаев еще и на другие параметры режима, скорости и ускорении их изменения.Отклонение напряжения компенсируется изменением тока возбуждения, влияющим наэдс и, следовательно, на генерируемую реактивную мощность.

Как видно из кривой 1, при увеличении потребляемойреактивной мощности происходит снижение напряжения. Режим по напряжению устанавливается в точке n₁пересече­ния характеристик при равенстве генерируемой и потреб­ляемой реактивной мощности, соответствующей напряже­нию Uо. Рост реактивной мощности до значения Q₁вызывает уменьшение напряжения до значения U₁(точка n₂). На главных шинах электростанции напряжение может сни­зиться настолько, что приходится менять уставку АРВ так, чтобы сместить его характеристику до зависимости, изобра­женной линией 2. Тогда пересечение характеристик пере­мещается в точку n₃, соответствующую мощности Q'₁и приемлемого напряжения в допустимой области U_o. Измене­нием уставки можно перераспределять также реактивную мощность между параллельно работающими синхронными машинами при сохранении напряжения в допустимых пре­делах.

Таким образом, баланс реактивной мощности сводится к удовлетворению равенства генерируемой и потребляемой мощностей:

Q_Г = Q_ПОТР

при поддержании требуемого напряжения в контрольных точках сети, т. е. при ∆U_К = 0.

Система вторичного управления режимом напряжения и реактивной мощности.На установочные устройства (устав­ки) АРВ может воздействовать либо персонал, либо медлен­нодействующий вторичный регулятор напря­жения АРН, который координирует работу АРВ всех генераторов электростанции. С помощью вторичного регу­лятора устраняется отклонение напряжения на главных шинах станции от заданного значения. Однако при автома­тических изменениях возбуждения генераторы могут пере­греваться как при перегрузках, так и при чрезмерном сни­жении возбуждения. Во втором случае возможно и выпаде­ние из синхронизма. Поэтому персонал, опасаясь переходов генераторов в недопустимые режимы, поддерживает их на значительных дистанциях от предельных значений, что приводит к недоиспользованию реактивной мощности ге­нераторов более чем на 25%. Чтобы избежать таких явле­ний, применяются автоматические ограни­чители возбуждения.

Таким образом, система вторичного управления пред­ставляет собой комплекс устройств: вторичный регулятор напряжения, ограничители верхнего и нижнего пределов возбуждения и устройство, управляющее распределением реактивной мощности между генераторами. Этот комплекс может выполняться как с помощью устройств анало­гового типа, выпускаемых промышленностью, так и с помощью микропроцессоров.

Централизованное управление может проводиться коор­динацией работ вторичных регуляторов напряжения элек­тростанций в каждой энергосистеме отдельно по методу декомпозиции. Такое управление может устра­нять нежелательные отклонения напряжения в контроль­ных точках с целью минимизации потерь мощности в сети.

Для минимизации потерь мощности во внутрисистемной сети определяется доля участия генерирующих источников реактивной мощности в регулировании напряжения. При решении этих задач используются математические модели электрической сети, с помощью которых производятся опе­рации оптимизации режима. Результаты реализуются затем в электрической системе.

В распределительных сетях поддержание напряжения на шинах центров питания производится местным регулированием. Это регулирова­ние напряжения производится воздействием на коэффици­ент трансформации трансформаторов с РПН.

На измерительном органе местного регулятора сравни­вается напряжение U_y(уставки) с разностью напряжений шин _ши составляющей, пропорциональной нагрузке трансформатора или подстанции I, т. е. U_Ш – kI = U_У

где k- постоянный коэффициент, выражающийся в еди­ницах сопротивления.

Как видно из выражения, возрастание тока нагрузки вы­зывает уменьшение значения U_Ш - kl. Чтобы сохранить неизменным это значение, регулятор должен воздействовать

на увеличение другой составляющей этой разности, т. е. на U_Ш. Увеличение напряжения U_ш на шинах центра питания с ростом нагрузок называется встречным регулированием. С помощью местных регуляторов производится также управление режимом конденсаторных батарей, работаю­щих в распределительной сети, изменением числа секций, в зависимости от протекающей реактивной мощности по питающему участку сети.