Расчеты магистральной сети

Расчетная схема представлена на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2 Расчетная схема магистральной сети

Суммарная нагрузка сети (Q_H,квар):

Суммарная мощность, поступающая в сеть от системы (Q,KBap):

Рассчитаем эквивалентное сопротивление, начиная от конца линии:

Реактивные мощности протекающие по магистральным частям схемы определяется по формуле:

при этом принимается на начальном этапе .

Реактивная мощность протекающая в оставшуюся часть схемы, определяется по балансу мощности:

Оптимальная мощность БК в узле (Q_БК_i, квар):

Если Q_БК_i < 0, то примем Q_БК_i=0, исключаем i – ую линию из рассмотрения и проводим расчет заново. В нашем случае для всех узлов Q_БК_i>0.

Рассчитаем для программы S380 суммарные потери активной мощности от протекания реактивной мощности в сети с оптимальным распределением БК (ΔP_i, кВт):

Суммарные потери активной мощности от протекания реактивной мощности в сети с оптимальным распределением БК (ΔP, кВт):

По исходным данным, используя программы S380 и RASKON, были получены результаты оптимального и произвольного распределения БК в сети

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ КОНДЕНСАТОРНЫХ БАТАРЕЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

РАДИАЛЬНАЯ СЕТЬ

ОПТИМАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ БАТАРЕЙ КОНДЕНСАТОРОВ В СЕТИ

╔════════╤══════════════╤══════════════╤══════════════╗

║ Номер │ Сопротивление│ Нагрузка │ Мощность БК ║

║ узла │ R, Ом │ Qн, квар │ Qк, квар ║

╟────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────╢

║ 1 │ 0.1164 │ 100.00 │ 95.95 ║

║ 2 │ 0.0288 │ 180.00 │ 163.62 ║

║ 3 │ 0.0248 │ 115.00 │ 95.98 ║

║ 4 │ 0.0082 │ 135.00 │ 77.13 ║

║ 5 │ 0.0372 │ 165.00 │ 152.32 ║

║ сеть │ 0.0043 │ 695.00 │ 585.00 ║

╚════════╧══════════════╧══════════════╧══════════════╝

Потери активной мощности (кВт) от протекания реактивной в сети:

без установки батарей конденсаторов = 24.84;

с оптимальным распределением батарей конденсаторов = 0.36.

ПРОИЗВОЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ БК В СЕТИ. ВАРИАНТ 1.

╔════════╤══════════════╤══════════════╤══════════════╗

║ Номер │ Сопротивление│ Нагрузка │ Мощность БК ║

║ узла │ R, Ом │ Qн, квар │ Qк, квар ║

╟────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────╢

║ 1 │ 0.1164 │ 100.00 │ 100.00 ║

║ 2 │ 0.0288 │ 180.00 │ 150.00 ║

║ 3 │ 0.0248 │ 115.00 │ 100.00 ║

║ 4 │ 0.0082 │ 135.00 │ 100.00 ║

║ 5 │ 0.0372 │ 165.00 │ 150.00 ║

║ сеть │ 0.0043 │ 695.00 │ 600.00 ║

╚════════╧══════════════╧══════════════╧══════════════╝

Потери активной мощности (кВт) от протекания реактивной в сети:

с заданным распределением батарей конденсаторов = 0.35.

_____________

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ КОНДЕНСАТОРНЫХ БАТАРЕЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

МАГИСТРАЛЬНАЯ СЕТЬ

ОПТИМАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ БАТАРЕЙ КОНДЕНСАТОРОВ В СЕТИ

╔════════╤══════════════╤══════════════╤══════════════╗

║ Номер │ Сопротивление│ Нагрузка │ Мощность БК ║

║ узла │ R/Rм, Ом/Ом │ Qн, квар │ Qк, квар ║

╟────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────╢

║ 1 │ 0.1164 / │ 100.00 │ 82.63 ║

║ │ 0.0100 │ │ ║

║ 2 │ 0.0288 / │ 180.00 │ 141.96 ║

║ │ 0.0100 │ │ ║

║ 3 │ 0.0248 / │ 115.00 │ 92.84 ║

║ │ 0.0100 │ │ ║

║ 4 │ 0.0082 / │ 135.00 │ 107.35 ║

║ │ 0.0100 │ │ ║

║ 5 │ 0.0372 │ 165.00 │ 160.23 ║

║ │ - │ │ ║

║ сеть │ 0.0184 │ 695.00 │ 585.00 ║

╚════════╧══════════════╧══════════════╧══════════════╝

Потери активной мощности (кВт) от протекания реактивной в сети:

без установки батарей конденсаторов = 69.40;

с оптимальным распределением батарей конденсаторов = 1.54.

ПРОИЗВОЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ БК В СЕТИ. ВАРИАНТ 1.

╔════════╤══════════════╤══════════════╤══════════════╗

║ Номер │ Сопротивление│ Нагрузка │ Мощность БК ║

║ узла │ R/Rм, Ом/Ом │ Qн, квар │ Qк, квар ║

╟────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────╢

║ 1 │ 0.1164 / │ 100.00 │ 100.00 ║

║ │ 0.0100 │ │ ║

║ 2 │ 0.0288 / │ 180.00 │ 150.00 ║

║ │ 0.0100 │ │ ║

║ 3 │ 0.0248 / │ 115.00 │ 100.00 ║

║ │ 0.0100 │ │ ║

║ 4 │ 0.0082 / │ 135.00 │ 100.00 ║

║ │ 0.0100 │ │ ║

║ 5 │ 0.0372 │ 165.00 │ 150.00 ║

║ │ - │ │ ║

║ сеть │ 0.0184 │ 695.00 │ 600.00 ║

╚════════╧══════════════╧══════════════╧══════════════╝

Потери активной мощности (кВт) от протекания реактивной в сети:

с заданным распределением батарей конденсаторов = 1.45.

_____________

Замена малозагруженного асинхронного двигателя

Краткая характеристика

Программа SAMDW (PRESS 9) рассматривает асинхронные двигатели (АД) напряжением 380 В и мощностью от 1 до 50 кВт. Предусматривается замена недогруженного двигателя на двигатель меньшей мощности. При этом определяются потери активной мощности в заменяемом (недогруженном) и предлагаемом (меньшей мощности) двигателях, а также снижение потерь от замены.

Исходные данные

Данные заменяемого двигателя:

- синхронная частота вращения, N_с =1000 об/мин;

- угловая скорость вращения, ω_с=104,7 1/с;

- номинальная мощность, P_{ном.зам}= 22 кВт;

- коэффициент полезного действия (КПД), η_{ном.зам}=0,9;

- коэффициент мощности, cosφ_{ном.зам}=0,9;

- коэффициент загрузки K_{загр.зам}=0,5;

- сопротивление намагничивания, x_{μ.ном.зам}=21,9 Ом.

Данные предлагаемого двигателя:

- синхронная частота вращения, N_c =1000 об/мин;

- угловая скорость вращения, ω_с=104,7 1/с;

- номинальная мощность, P_{ном.пред}= 18,5 кВт;

- коэффициент полезного действия (КПД), η_{ном.пред}=0,88;

- коэффициент мощности, cosφ_{ном.пред}=0,87;

- коэффициент загрузки K_{загр.пред}=0,595;

- сопротивление намагничивания, x_{μ.ном.зам}=17,4 Ом.

Расчеты

Расчет ведем для заменяемого двигателя.

а) Ток намагничивания (I_{0.ном.зам},А):

б) Номинальный ток статора (I_{1.ном.зам},А):

в) Отношение:

г) Из кривых на с. 72/7/, введенных в программу в виде таблиц, для момента сопротивления М_с=k_{загр.зам}=0.5 и отношения определяем отношение, используя кусочно-линейную интерполяцию:

д) Текущий коэффициент мощности (cosφ_зам):

е) Из кривых на с. 72/7/, введенных в программу в виде таблиц, для момента сопротивления М_с=k_{загр.зам}=0,5 и отношения определяем отношение, используя кусочно-линейную интерполяцию:

ж) Текущий ток статора (I_1.зам,А):

з) Полная мощность заменяемого двигателя (S_зам, кВА):

и) Активная мощность из сети (P_{зам.из сети}, кВт):

к) Реактивная мощность из сети (Q_{зам.из сети}, квар):

л) Потери активной мощности в заменяемом двигателе (ΔP_зам,кВт):

где

м) Снижение потерь при замене (δP, кВт):

где ΔP_пред– потери активной мощности в предлагаемом двигателе.

Параметры предлагаемого двигателя находятся аналогично. Результаты автоматизированного расчета по программе SAMDW представлены в распечатке.

По программе SAMDW был произведен расчет для k_{загр.зам}=0,2, k_{загр.зам}=0,3, k_{загр.зам}=0,4, k_{загр.зам}=0,5.

Некоторые данные сведены в таблицу 2.7.1.

Таблица 2.7.1

k_{загр.зам}	P_{на валу}, кВт	ΔP_зам, кВт	ΔP_пред, кВт	δP_пред, кВт
0,2	4,4	0,692	0,808	-0,116
0,3	6,6	0,745	0,970	-0,225
0,4	8,8	0,834	1,231	-0,397
0,5		1,113	1,548	-0,436

Построим кривые ΔP_зам= f (P_{на валу},k_{загр.зам}) и ΔP_пред= f (P_{на валу},k_{загр.зам}) на одном графике. Кривые представлены на рисунке 2.7.1.

Рисунок 2.7.1 Графики зависимостей потерь мощности в заменяемом и предлагаемом двигателе от коэффициента загрузки ΔP_зам= f (P_{на валу},k_{загр.зам}) и ΔP_пред= f (P_{на валу},k_{загр.зам}).

Вывод:

Замена малозагруженного двигателя на двигатель меньшей мощности вообще нецелесообразна.

ЗАМЕНА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Величина Заменяемый АД Предлагаемый АД

N c (об/мин)/ W c (1/c) 1000/104.7

P ном (кВт) 22.000 18.500

КПД ном (о.е.) 0.900 0.880

COS f ном 0.900 0.870

K загрузки 0.500 0.595

РЕЗУЛЬТАТЫ

P на валу (кВт) 11.000

X м.ном (Ом) 21.900 17.400

I0 ном (А) 10.018 12.609

I1 ном (А) 41.266 36.713

I0 ном/I1 ном (%) 24.276 34.344

cos f/cos f ном 0.940 0.920

cos f 0.846 0.801

I1/I1 ном 0.527 0.649

I1 (A) 21.752 23.814

S (кВ.А) 14.316 15.674

P (кВт) 12.113 12.548

Q (кВар) 7.632 9.392

дР (кВт) 1.113 1.548

ддP (кВт) -0.436

───────────────────────────────────────────────────────────