Параметры схемы замещения.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

Цех промышленного предприятия снабжается электроэнергией от энергосистемы в соответствии с принципиальной схемой (рис.1) двумя линиями Л1, Л2 через два трансформатора T1, T2. От каждой секции шин должны получать питание асинхронные электродвигатели центробежных насосов Э1, Э2, ЭЗ, Э5, Э6 и синхронный электродвигатель турбокомпрессора Э4.

 

Рис. 1. Схема электроснабжения цеха

 

Предусматривается, что электродвигатели Э2, Э5 имеют реакторный пуск. Электродвигатели Э3, Э4 присоединяются к шинам секции через одну ветвь сдвоенного реактора; через другую получают питание потребители H1, Н2.

Основные параметры электрооборудования приведены в табл. 1 и 2.

Таблица 1

Номер варианта

Электродвигатели асинхронные

Электро- двигатель синхронный

Нагрузка

Трансфор- маторы

Напряжение

систе мы

потре бите- лей

Э1,Э6

Э2,Э3,Э5

Э4

Н1,Н2

Т1,Т2

Рном МВТ

GD2 т*м2

Рном МВт

GD2 т*м2

Рном МВТ

GD2 т*м2

Рном МВТ

S МВА

uк %

UС кВ

Uном кВ

3,2

0,64

3,2

0,64

3,5

0,5

10,5

 

Таблица 2

Номер варианта	Система	Длина ЛЭП
Sc, МВА	L, км

Графики расчетных зависимостей даны на рис.2. На графиках обозначено: I_эс, m_эс m_к - соответственно ток, вращающий момент и момент сопротивления синхронного электродвигателя Э4; I_эа, m_эа, m_н соответственно ток, вращающий момент и момент сопротивления асинхронных электродвигателей Э1, Э2, Э3, Э5, Э6. Выключатель ВС разомкнут.

m,о.е; I,о.е

 

 

1. 0 0,8 0,6 0,4 0,2 0 S, о.е

 

 

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 n, о.е

 

Рис.2. Характеристики электродвигателей и механизмов

 

Требуется:

1. Проверить пуск асинхронного электродвигателя Э1 по условию:

- остаточное напряжение на шинах секции должно быть не менее 85 % номинального значения. Рассчитать и построить график разгона электродвигателя.

2. Определить сопротивление реактора P1 для пуска электродвигателя Э2 по следующим условиям:

а) остаточное напряжение на шинах должно быть не менее 85% номинального значения;

б) остаточное напряжение должно быть достаточным для обеспечения пуска электропривода.

3. Проверить правильность выбора сдвоенного реактора PС1 по пуску асинхронного электродвигателя ЭЗ.

4. Определить возможность группового самозапуска всех электродвигателей секции 1 при отключении ее от трансформатора T1 и включении секционного выключателя ВС через t_АВР = 1,5с от устройства АВР.

При этом следует считать:

а) синхронный электродвигатель является источником ЭДС c параметрами Е"= 1,05= const, х_d = 15 %.

б) нагрузка второй ветви реактора PСI при самозапуске электродвигателя ЭЗ автоматически отключается.

5.Оценить возможность выпадения из синхронизма и вхождения в синхронизм синхронного электродвигателя Э4 при времени перерыва питания t _АВР = 1,5 с.

6. Определить то же, что и в пункте 4, но для секции 2. Нагрузка второй ветви реактора РС2 при самозапуске синхронного электродвигателя также автоматически отключается.

 

 

При расчетах дополнительно к данным табл.1 принимаем во внимание:

- коэффициенты мощности и кпд для асинхронных электродвигателей равны cosφ_эа = 0,9; η_эа = 0,96; для синхронных - cosφ_эс = 0,90; η_эс = 0,97;

- сдвоенные реакторы PC1, PC2 рассчитаны на длительный ток в ветвях 2×0,6 кА при реактивности X = 4% и коэффициенте связи k = 0,5;

- номинальная частота синхронного вращения электродвигателя n_{э ном} = 3000 об/мин;

- маховый момент приводного механизма GD² составляет 80 % от махового момента электродвигателя;

- максимальный момент синхронного электродвигателя при

синхронной частоте вращения m_m = 2, кратность форсировки возбуждения - 1,5.

ПАРАМЕТРЫ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ.

 

2.1. Для проведения расчетов необходимо составить схему замещения. Следует учесть, что при расчетах переходных пусковых процессов в схемах с напряжением выше 1 кВ активными сопротивлениями можно пренебречь, и тогда схема замещения примет вид, изображенный на рис.З.

 

Рис. 3. Схема замещения

 

Расчет производится в относительных единицах. Если за базисные значения принять S_Б – базисную мощность (например, 100 MBА) и U_Б – базисное напряжение (например 6 кВ), то сопротивление схемы замещения в относительных базисных единицах определяется:

 

2.2. Для системы:

х_с = S_Б / S_c = 100 / 250 = 0,4 МВА / МВА (1)

2.3. Для трансформаторов:

х_Т1 = х_Т2 = (е_к / 100)* (S_Б / S_Т)*(U_Т / U_Б)² (2)

х_Т1 = х_Т2 = (10,5/100)*(100/25)*(6,3/6)² = 0,46

2.4. Для каждой ветви сдвоенных реакторов

х_0,5 = [ х (%) / 100 ] * [ I_Б*U_Р ] / [I_Р*U_Б], (3)

где

I_Б = S_Б / (√3 * U_Б) = 100 / (√3 * 6) = 9,62 кА =>

х_0,5 = 0,5(4/100)*(9,62*6)/(0,6*6) = 0,32

2.5. Для электродвигателей при пуске:

х₁ … х₆ = (1/I_s=1)*(S_Б/S_Д)*(U_Д / U_Б)² (4)

где I_s=1 - кратность пускового тока при s = 1; а также:

S_Д = P_Д / (соs φ * η_Д), МВА

то есть

S₁ = S₆ = 3,2 / (0,9 * 0,96) = 3,70 МВА,

S₂ = S₃ = S₅ = 3,2 / (0,9 * 0,96) = 3,70 МВА

S₄ = 3,5 / (0,90 * 0,97) = 4,01 МВА.

Следовательно:

х₁ = х₆ = х₂ = х₃ = х₅ = (1/6)*(100/3,7)*(6/6)² = 4,5

х₄ = (1/6,5)*(100/4,01)*(6/6)² = 3,84

2.6. Для электродвигателей при номинальном режиме

х_Дном = (S_Б / Р_Д) * (η_Д / tg φ) * (U _Д / U _Б)²; (5)

х_1ном = х_6ном = (100/3,2)*(0,96/0,484)*(6/6)² = 61,94

х_2ном = х_3ном = х_5ном = (100/3,2)*(0,96/0,484)*(6/6)² = 61,94

х_{4 ном} = (100/6)*(0,97/0,9)*(6/6)² = 57,22

2.7. Для нагрузки вторых ветвей реакторов

х_н1 = х _н2 = (S_Б / Р_Н )* (η_Н / tg φ_Н) (U _Н / U _Б ) ² (6)

х_н1 = х _н2 = (100/4)*(0,9/0,68)*(6/6)² = 33,33