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: Iэс , mэс mк - соответственно ток, вращающий момент и момент сопротивления синхронного электродвигателя Э4; Iэа, mэа, mн 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 tАВР = 1,5с от устройства АВР.
При этом следует считать:
а) синхронный электродвигатель является источником ЭДС c параметрами Е"= 1,05= const, хd = 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 cosφэа = 0,9; ηэа = 0,96; для синхронных - cosφэс = 0,90; ηэс = 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 nэ ном = 3000 об/мин;
- маховый момент приводного механизма GD2 составляет 80 % от махового момента электродвигателя;
- максимальный момент синхронного электродвигателя при
синхронной частоте вращения mm = 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 SБ – базисную мощность (например, 100 MBА) и UБ – базисное напряжение (например 6 кВ), то сопротивление схемы замещения в относительных базисных единицах определяется:
2.2. Для системы:
хс = SБ / Sc = 100 / 250 = 0,4 МВА / МВА (1)
2.3. Для трансформаторов:
хТ1 = хТ2 = (ек / 100)* (SБ / SТ)*(UТ / UБ)2 (2)
хТ1 = хТ2 = (10,5/100)*(100/25)*(6,3/6)2 = 0,46
2.4. Для каждой ветви сдвоенных реакторов
х0,5 = [ х (%) / 100 ] * [ IБ*UР ] / [IР*UБ] , (3)
где
IБ = SБ / (√3 * UБ) = 100 / (√3 * 6) = 9,62 кА=>
х0,5 = 0,5(4/100)*(9,62*6)/(0,6*6) = 0,32
2.5. Для электродвигателей при пуске:
х1 … х6 = (1/Is=1)*(SБ/SД)*(UД / UБ)2 (4)
где Is=1 - кратность пускового тока при s = 1; а также:
SД = PД / (соs φ * ηД), 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
хДном = (SБ / РД ) * (ηД / tg φ) * (U Д / U Б)2 ; (5)
х1ном = х6ном =(100/3,2)*(0,96/0,484)*(6/6)2 = 61,94
х2ном = х3ном = х5ном =(100/3,2)*(0,96/0,484)*(6/6)2 = 61,94
х4 ном =(100/6)*(0,97/0,9)*(6/6)2 = 57,22
2.7. Для нагрузки вторых ветвей реакторов
хн1 = х н2 = ( SБ / РН )* ( ηН / tg φН ) (U Н / U Б )2 (6)
хн1 = х н2 = (100/4)*(0,9/0,68)*(6/6)2 = 33,33