4.3.2. Схема замещения и ее параметры

Для проведения расчетов необходимо составить схему замещения. Следует учесть, что при расчетах переходных процессов в схемах напряжением выше 1 кВ активными сопротивлениями элементов можно пренебречь. Тогда схема замещения примет вид, изображенный на рис. 4.3.3.

Рис. 4.3.3. Схема замещения

Расчет производится в относительных единицах. Если за базисные значения принять S_б (например, 100 МВА) и U_б (например, 6 кВ), то сопротивления схемы замещения в относительных базисных единицах составят:

- для системы

; (4.3.1)

- для трансформаторов

; (4.3.2)

- для каждой ветви сдвоенных реакторов

, (4.3.3)

где ;

- для электродвигателей при пуске

(аналогично х₂…х₆), (4.3.4)

где I_S=1 – кратность пускового тока при скольжении s=1 (из графиков рис. 4.3.2)

;

- для двигателей при номинальном режиме

(аналогично х₂…х₆), (4.3.5)

- для нагрузки вторых ветвей реакторов

(аналогично х_н2). (4.3.6)

4.3.3. Проверка пуска асинхронного двигателя э1

Чтобы определить остаточное напряжение на шинах первой секции U_шо при пуске асинхронного электродвигателя Э1, следует обратиться к схеме замещения, изображенной на рис. 4.3,4, составленной для нормального режима остальной нагрузки. Сопротивления ветвей сдвоенного реактора в нормальном режиме равны, так как нагрузка их практически одинакова (см. исходные данные). Поэтому

X_в1=X_в2=(1-К_с)х_0,5. (4.3.7)

Тогда общее сопротивление сдвоенного реактора

. (4.3.8)

Рис. 4.3.4. Схема замещения

Эквивалентное реактивное сопротивление нагрузки, подключенной к трансформатору,

. (4.3.9)

При пуске электродвигателя общее сопротивление, включенное на трансформатор, равно

. (4.3.10)

Остаточное напряжение на шинах при пуске электродвигателя

, (4.3.11)

где ;

К_т – коэффициент трансформации трансформатора.

При пуске электродвигателя должно быть

U_шо > 0,85.

Величина пускового момента электродвигателя

(4.3.12)

и по условиям пуска (трогания и разгона) его должно быть

, (4.3.13)

где m_эа(n=0), m_н(n=0) – соответственно моменты на валу электродвигателя и насоса для n = 0 (см. графики на рис. 4.3.2).

Следовательно, разгон двигателя считается обеспеченным, если его пусковой момент будет превышать на 10% момент сопротивления.

При выполнении условия (4.3.13) электродвигатель начнет разгон и через определенный промежуток времени достигнет своей нормальной частоты вращения.

Быстрота разгона его будет зависеть от механической постоянной времени

, (4.3.14)

где – суммарный маховый момент двигателя и приводного механизма, тм²;

Р_э, n_{э ном} – номинальные мощность и частота вращения электродвигателя, МВт, об/мин.

Расчет движения ротора методом последовательных интервалов начинается с выбора интервала времени Δt. В данном случае можно принимать Δt = 1...2 с.

Тогда приращение скорости электродвигателя в первом и последующих интервалах времени с момента включения его на шины

(4.3.15)

и частота вращения

(4.3.16)

где – избыточный момент на валу электродвигателя при снижении напряжения на шинах при его пуске.

Для определения избыточного момента Δm_q в каждом расчетном интервале времени целесообразно на рис. 4.3.2 нанести график m_эа(U) (см. пунктирный график) для найденного значения остаточного напряжения, рассчитанный по формуле

m_эа(U) = m_эа U²_шо. (4.3.17)

Тогда для первого интервала времени приращение частоты вращения определяется по формуле (4.3.15)

где m₁=m_эа(U) – m_н находится по графикам рис. 4.3.2 для n = 0 (s = 1).

Частота вращения электродвигателя по формуле (4.3.16)

n₁=n₀+n₁=0+n₁,

где n₀ = 0, так как электродвигатель в момент включения не вращался.

Для второго интервала времени для значения n₁ по графикам рис. 4.3.2 определяются m_эа(U) и m_н, вычисляется m₂.

Затем аналогично

и частота вращения во втором интервале

n₂=n₁+n₂

и т. д.

Расчет целесообразно проводить по форме, указанной в табл. 4.3.3.

Таблица 4.3.3