Задача 4

Оценить условия статической устойчивости нагрузки распределенного пункта с напряжением 6 кВ, который подключен к ГПП завода посредством КЛ и питает шесть асинхронных двигателей типа АЗ-13-62-8, а также четыре синхронных двигателя типа СДЗ-13-34-6А (рис. 9.26,а). Исходные данные для расчета на рисунке.

Рис. 9.26. К задаче 4.

Решение. Составляем схему замещения сети (рис. 9.26,б) и определяем параметры ее элементов в относительных единицах, используя точное приведение к базисным условиям U_б=6 кВ и мощности.

Сопротивление связи ГПП с питающей электрической системой

X_*c = S_б / S_к = 6,8 / 500 = 0,136.

Сопротивления трансформатора

R_*тр = Z_{* тр} = u_к S_б / (100 S_тр.ном) = 10,5 ∙ 6,8 / (100 ∙ 10) = 0,0714;

ΔP_к S_б / S²_тр.ном = 0,048 ∙6,8 / 10² = 0,0026;

x_{*тр =} 0,0713.

Сопротивления КЛ

R_*л = r₀ l S_б / U²_б = 0,129 ∙8∙6,8 / 6² = 0,195;

X_*л = x₀ l S_б / U²_б = 0,071 ∙8 ∙6,8 / 6² = 0,107.

Результирующие сопротивления питающей сети

R_*вн = 0,00326 + 0,195 = 0,1983;

X_вн = 0,0136 + 0,713 + 0,107 = 0,1919.

Таблица 9.4. Результаты расчета параметров режима работы двигателей

Параметры эквивалентного асинхронного двигателя:

для номинального режима

S_{*а.дв.ном.} = (Р_{а.дв.ном.} / η cosφ_ном. ) / S_б;

S_{*а дв.ном} = (6∙ 0,63 / 0,87) / 6,8 = 0,684;

P_{* а.дв ном} = P_{а.ди.ном} / ( η S_б ) = 6 ∙0,63 / (0,935 ∙ 6,8) = 0,595;

Q_{*а.дв.ном} = P_{а.дв.ном} tg φ_ном = 0,595 tg (arcos 0,87) = 0,337;

для исходного режима (U_б = 1)

Параметры эквивалентного синхронного двигателя для номинального режима могут быть вычислены следующим образом:

S_{*с.дв.ном} = (4∙0,45 / (0,93 ∙ 0,9)) / 6,8 = 0,316;

P_{*с.дв.ном} = P_{*с.дв.ном} /(η S_б) = 4 ∙0,45 / (0,93 ∙ 6,8) = 0,285;

Таблица 9.5. Результаты расчета составляющих баланса реактивной

мощности в узле нагрузки

Таблица 9.5 (продолжение)

____________________________

Параметры для исходного режима (U_б = 1) определяться так:

Мощность, которая поступает в узел нагрузки от ГПП,

P_*с = P_*а.дв + P_*с.дв = 0,535 + 0,242 = 0,777;

Q_*с = Q_*а.дв – Q_*с,дв = 0,307 – 0,263 = 0,0437.

Напряжение на шинах ГПП в исходном режиме (U_*c0 = const) :

Изменение напряжения в узле нагрузки приводит к нарушению баланса реактивной мощности. Найдем составляющие реактивной мощности в узле нагрузки:

реактивная мощность, поступающая от ГПП, согласно уравнению

Q _c = ( -- U² – Р_н r_вн + √ U²_с U² – Р²_н x²_вн ) x_вн

реактивная мощность эквивалентного асинхронного двигателя согласно

Q _а.дв = Q_{а. дв.ном} [c U_*² + m/ (( m_max U_*² / m + √ m_max² U_*⁴ / m² – 1) tgֶֶφ )]

реактивная мощность эквивалентного синхронного двигателя согласно

Q _{с. дв} / S_{с дв ном} = [ √ ( k_в U_* / k_в.х.)² -- ( x_*d P_с.дв / S_{с . дв. ном.})² - U_*²] / x_* d

Результаты расчета этих составляющих сведены в табл. 9.5. Из их графиче­ского анализа по критерию dΔQ/dU_* =0, показанного на рис. 9.26,в, следует, что критическое напряжение в узле нагрузки U_*кр = 0,73.

Запас статической устойчивости U_*кр = 100(1-0,73)/1 = 27%.