Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
02.06.2015
Размер:
291.47 Кб
Скачать

 

 

Содержание

 

1

Исходные данные и расчетная схема

3

1

Анализ статической устойчивости эквивалентного двигателя

5

1.1

Расчет параметров схемы замещения

5

1.2

Построение характеристики мощности эквивалентного двигателя и определние

 

коэффициентов запаса статической устойчивости

8

2

Расчет прямого пуска асинхронного двигателя

11

2.1

Определение напряжения на шинах при пуске двигателя

11

2.2

Расчет времени пуска асинхронного двигателя и определение допустимости пуска

14

Библиографический список

17

Подп. и дата

 

 

 

 

 

 

 

Подп. и дата Взам. инв. Инв.№

 

 

 

ТПЖА.566742.26М3 ПЗ

 

 

Изм. Лист.

№ докум.

Подп.

 

 

Дата

 

 

 

Разраб.

Булатов

 

Электромеханические переходные

Лит.

Лист

Листов

Провер.

 

 

процессы в электроэнергетиче-

 

2

17

.

 

 

 

ских системах

 

Кафедра ЭС,

Инв

 

 

 

 

 

 

 

 

Группа 12-ЭиЭс

 

 

 

 

 

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

Тип

 

 

Рном ,

Uном ,

 

bн ,

 

пном ,

по ,

J,кг м

Кп,

cosφ,

η,

 

 

 

 

кВт

кВ

о.е.

 

об/мин

об/мин

 

о.е.

о.е.

о.е.

АЗП-1600

 

1600

6

2,3

 

2975

 

3000

40,5

5,7

0,91

0,956

Таблица 2-Параметры трансформатора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sном ,

 

Uв, кВ

 

Uн, кВ

 

 

uк,%

 

 

 

 

 

МВ∙А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

115

 

6,3

 

 

10,5

 

 

 

 

 

 

Лист

3

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

 

 

 

 

 

 

 

Sc

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uc =const

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

 

 

 

 

 

T1

 

 

 

 

T2

 

дата

 

 

М1

М2

М3

М4

М5

М6

М7

М8

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подпись

 

 

Рисунок 1-Расчетная схема электроснабжения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дубл.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Инв. №

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Взам. инв. №

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подпись и дата

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

подл.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лист

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Инв.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

 

 

 

 

 

4

Изм.

 

 

 

 

 

 

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 II = n Рном ,

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

РI II =

4∙1,6

=6,695 МВт,

0,956

 

 

Суммарная нагрузка секций:

Р= РI II ,

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

sном

3000-2975

=0,0083

3000

 

 

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

вивалентного двигателя по формулам: - индуктивное сопротивление

Лист

5

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

 

 

 

 

 

xs 2 b

 

1

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

ном

 

ном

 

 

 

 

 

 

xs

 

 

=0,239;

 

 

 

 

 

 

 

 

2∙2,3∙0,91

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-индуктивное сопротивление намагничивания:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1 4 xs2

сos2 ном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin ном

 

2xs

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin ном =sin(arcсos ном )=0,415,

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,415-

1-√1-4∙0,2392∙0,912 =4,838;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2∙0,239

 

 

 

 

-активное сопротивление ротора:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r'

sном

(1

1 4 x2 сos2

 

)

 

 

 

 

 

2

2сos ном

 

 

 

s

 

ном

 

 

 

 

 

r'

 

0,0083

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

2

 

2∙0,91

 

(1+1-√1-4∙0,239 ∙0,91 )=0,00867

 

 

 

 

 

 

 

 

Для упрощения расчетов принимается схема замещения с вынесенной к точке при-

и дата

ложения ЭДС ветвью намагничивания (рисунок 2).

 

 

 

 

 

 

 

Е0

 

xвн

 

 

 

 

xs

 

 

Подпись

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,063

 

 

 

0,239

 

r'

дубл.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,00867

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s

. №

 

 

x

 

4,838

 

 

 

 

 

 

s

 

Инв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

инв. №

Рисунок 2– Преобразованная схема замещения сети после вынесения ветви намагничи-

Взам.

 

 

 

вания к точке приложения ЭДС

 

 

 

При расчетах электромеханических переходных процессов, связанных с устойчиво-

 

 

Подпись и дата

стью двигательной нагрузки, за базисную мощность удобно принять суммарную полную

мощность двигательной нагрузки, в данном случае равную мощности эквивалентного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

подл.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лист

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Инв.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

 

 

 

 

 

 

 

6

Изм.

 

 

 

 

 

 

 

 

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

x*W

0,42∙38∙14,714

 

6,3

2

 

 

 

∙(

 

)

=0,02.

6

2

115

 

 

 

 

 

Трансформатор Т:

 

 

 

Uк

 

 

Sб

 

 

2

 

 

 

x*Т

 

 

 

Uн.ном

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

Sном Uб

 

 

 

 

x*Т

10,5

 

 

 

 

14,714

∙(

 

6,3

)2=0,043.

100

 

 

 

40

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

 

Р

 

Р

,

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

Sб

 

 

Q

Q

,

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

Sб

 

Р0

 

13,39

 

=0,91,

14,714

 

 

 

 

 

 

Q0

 

 

6,101

 

=0,415.

 

14,714

 

 

 

 

 

 

Лист

7

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

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:

 

 

 

Q0 xвн

2

 

Р0 xвн

2

E0

U0

 

 

 

 

,

U0

U0

 

 

 

 

 

 

 

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:

Р

E2

r's

0

2

r2' 2 x2 s2

0

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

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

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

 

U

кр Екр

x2

x2

 

s

 

 

 

2x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Екр

 

√2∙0,91∙0,302=0,741

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uкр 0,741

 

 

 

0,2392+0,3022

=0,668.

 

 

 

 

 

 

 

2∙0,3022

 

 

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

s,о.е.

0,00805

0,02871

0,10234

0,2

0,3

0,5

Р, о.е.

0,910

1,750

0,910

0,492

0,332

0,200

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

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

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

-по мощности

кзР Рмах Р0 100,

Р0

кзР

1,75-0,91

∙100=92,31%,

0,91

 

 

-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

кзР

1-0,668

∙100=33,2%.

1

 

 

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

 

 

 

 

 

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

x*Т

10,5

100

∙(

6,3

)2=0,289.

100

40

6

 

 

 

 

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

x'*W 0,02

100

=0,136.

14,714

 

 

Суммарное сопротивление нагрузки второй секции равно:

z

 

 

U2

(Р

jQ

)

S

б

 

 

ном

 

 

Р2

Q2

 

 

 

н2

 

н2

н2

U2

 

 

 

н2

н2

 

 

 

 

б

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

Рн2=6,695 МВт,

Qн2н2 tg ном ,

 

 

Q=6,695∙tg(arccos(0,91))=3,05

Мвар,

zн2

 

62

 

(6,695+j3,05)

 

100

=12,369+ j 5,635,

6,695

2

 

2

 

6

2

 

 

 

+3,05

 

 

 

 

Нагрузка двигателей первой секции:

Рм1м2м3= Рном ,

1,6 Рм1м2м3= 0,956 =1,674 МВт,

Qм1=Qм2 =Qм3= Рм1 tg ном

Лист

11

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.