Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата

1 Исходные данные и расчетная схема Исходные данные:

узел нагрузки:

-тип двигателя: АЗП-1600

-количество двигателей, подключенных к одной секции: 4

-коэффициент загрузки двигателей: 0,8 -номинальная мощность трансформатора: 40 МВ∙А

схема внешнего электроснабжения: -длина линии электропередачи: 38 -марка провода: АС-150 , xо=0,42 Ом/км

Расчетная схема системы электроснабжения приведена на рисунке 1. Параметры двигателя приведены по /8/ в таблице 1, трансформатора по /8/ – в таблице 2.

Таблица 1-Параметры асинхронного двигателя

Лист

3

Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата

1 Анализ статической устойчивости эквивалентного двигателя

1.1 Расчет параметров схемы замещения

Для определения параметров схемы замещения рассчитывается нагрузка 1и 2 секции,

МВт,

РI =РII = n Рном ,

где n - количество двигателей, подключенных к одной секции, шт;- к.п.д. двигателей, о.е.;

Суммарная нагрузка секций:

Р= РI +РII ,

Р= 6,695+6,695=13,39 МВт.

Реактивная мощность двигателей, потребляемая в номинальном режиме :

Q= Р tg ном

Q=13,39∙tg(arccos(0,91))=6,101 Мвар.

Полная мощность эквивалентного двигателя определяется по формуле:

Sэкв =Р2 Q2

Sэкв =√6,6952+6,1012=14,714 МВ∙А.

Так как мощность всех двигателей одинакова, то и кратность максимального момента соответствует и номинальное скольжение соответствует каталожным данным двигателя, т.е. bн = 2,3. Скольжение определяется по формуле:

sном n0 nном

n0

Определим параметры двигателя xs,x ,r2' , приведенные к номинальной мощности эк-

вивалентного двигателя по формулам: - индуктивное сопротивление

Лист

5

Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата

двигателя Sб=14,714 МВ∙А, а за базисное напряжение – номинальное напряжение двигателя Uб=6 кВ.

Сопротивление системы:

x*С Х*С Sб Uc 2 ,

Sн Uб

но так как по заданию Sн =Sc , то x*С 0.

ЭДС системы:

E*С 1.

Сопротивление воздушной линии W, приведенное к ступени напряжения 6 кВ:

x*W x0 l 2Sб Uн.ном 2 ,

Uб Uв.ном

Трансформатор Т:

Суммарное внешнее сопротивление:

xвн =x*Т +x*W

xвн =0,043+0,02=0,063.

Определим значения активной и реактивной мощностей эквивалентного двигателя в относительных единицах, приведенных к базисной мощности Sб

Лист

7

Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата

Найдем эквивалентную э.д.с. в исходном режиме, обеспечивающую номинальное напряжение U0 =1,0 на шинах эквивалентного двигателя при его работе с мощностями Р0, Q0:

E0 √(1+ 0,415∙0,063/1)2+(0,91∙0,063/1)2=1,028

1.2 Построение характеристики мощности эквивалентного двигателя и определние коэффициентов запаса статической устойчивости

Найдем рабочее скольжение эквивалентного двигателя s0 при Е = Е0 = const, решив уравнение относительно скольжения s:

где x xs xвн

x 0,239+0,063=0,302,

Р0 0,91,

1,0282∙0,00867∙s 0,91= 0,008672+0,3022∙s2

Решая квадратное уравнение, получаем два корня s1 =0,00805, s2 =0,10234. Первое решение является искомым, т.е. нормальным скольжением эквивалентного двигателя в исходном режиме:

s0= s1 =0,00805.

Отличие скольжения s0 от sном =0,0083, найденное ранее, обусловлено преобразованием в схеме замещения, связанным с вынесением ветви намагничивания к источнику питания.

Критическое скольжение эквивалентного двигателя равно:

sкр r2' x

sкр 0,008670,302 =0,02871.

Максимальная мощность, которую двигатель развивает при скольжении sкр , равна

Рмах E02

2x

Лист

8

Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата

1,0282 Рмах 2∙0,302 =1,75.

Величина критической э.д.с. Екр и критического напряжения Uкр определяются по формулам:

Екр 2 Р0 x

Для построения зависимости Р = f(s) найдем значения активной мощности эквивалентного двигателя при различных значениях скольжения по выражению:

1,0282∙0,00867∙s Р0= 0,008672+0,3022∙s2

Результаты расчета приведены в таблице 3 и на рисунке 3.

Таблица 3

Рмах 1,750

Р0 0,91

s0 0,00805

sкр 0,02871

Рисунок 3-Характеристика мощности эквивалентного асинхронного двигателя Определим коэффициенты запаса устойчивости в соответствии с выражениями:

Лист

9

Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата

-по мощности

кзР Рмах Р0 100,

Р0

-по скольжению

кзs sкр s0 100, s0

кзs 0,02871-0,00805 ∙100=256,65%, 0,00805

-по ЭДС:

кзE E0 Eкр 100,

Е0

кзE 1,028-0,741 ∙100=27,92%, 1,028

-по напряжению:

кзU U0 Uкр 100

U0

Лист

10

Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата

2 Расчет прямого пуска асинхронного двигателя

2.1 Определение напряжения на шинах при пуске двигателя

Определим параметры схемы замещения заданной сети (рисунок 4.5) в относительных единицах, приведенных к базисным условиям Uб=6 кВ, S’б = 100 МВ∙А.

Сопротивления трансформаторов равны:

x*Т Uк S'б Uн.ном 2 , 100 Sном Uб

Пересчитаем сопротивление системы, заданное в относительных единицах, приведенных к мощности S’б =14,714 МВ∙А, в относительные единицы, приведенные к принятой выше базисной мощности 100 MB∙А:

x'*W x*W S'б Sб

Суммарное сопротивление нагрузки второй секции равно:

где Рн2, Qн2 - суммарные активные и реактивные мощности второй секции

Рн2=6,695 МВт,

Qн2=Рн2 tg ном ,

Нагрузка двигателей первой секции:

Рм1=Рм2=Рм3= Рном ,

1,6 Рм1=Рм2=Рм3= 0,956 =1,674 МВт,

Qм1=Qм2 =Qм3= Рм1 tg ном

Лист

11