Файл: Новосибирский государственный технический университет.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ





Кафедра Электрических станций

Расчетно-графическая работа по дисциплине

«Режимы электрооборудования электрических станций»
РАСЧЕТ САМОЗАПУСКА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ СОБСТВЕННЫХ НУЖД ТЭС

Вариант 25

Факультет: ФЭН

Группа: ЭН1-91

Студент: Филиппов А.Е.

Преподаватель: Белоглазов А.В.

Отметка о защите:

Новосибирск, 2023

ВВЕДЕНИЕ

Целью РГР является более углубленное изучение вопросов, связанных с самозапуском электродвигателей собственных нужд тепловых электрических станций (ТЭС). В процессе выполнения РГР будут построены моментные характеристики электродвигателей и механизмов. Используя эти характеристики, будут определены время самозапуска и все другие параметры, необходимые для оценки самозапуска.

При анализе полученных результатов необходимо сделать вывод о том, успешен или неуспешен самозапуск. И если самозапуск неуспешен, то предложить мероприятия, которые бы облегчили условие самозапуска.

В таблице 1 приведены суммарная нагрузка собственных нужд блока, номинальная мощность трансформатора СН и его напряжение короткого замыкания. Заданы тип и мощность ведущего двигателя, тип механизма, а также время перерыва питания.

Таблица 1 – Исходные данные

№вар	Время перерыва питания, с	Sнагр.с.н. блока, МВА	Uк тр-ра, %	Номинальная мощность ТСН, кВА	Тип и мощность вед.двигателя, кВт	Тип механизма
25	6.1	23.7	10.5	25000	4АЗМ-1000	ПН

---

Технические характеристики ведущего асинхронного двигателя для собственных нужд ТЭС приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Технические характеристики двигателя

Тип двигателя

Номинальные параметры

cosφном, о.е.

Мmax*, o.e.

Мп*, о.е.

kп, о.е.

Момент инерции кг·м2

Рном, кВт

nс, об/м

sном, %

ηном, %

JД

JM

4АЗМ-1000/6000-УХЛ4

1000

3000

0,7

96.1

0.89

2

1

5.3

6,5

90/45

1.РАСЧЕТ И АНАЛИЗ САМОЗАПУСКА ДВИГАТЕЛЕЙ МЕХАНИЗМОВ СОБСТВЕННЫХ НУЖД

Процесс самозапуска заключается в том, что при аварийном перерыве питания группы двигателей происходит их торможение (выбег), а затем, после восстановления электропитания - одновременный разворот всех двигателей.

Построение моментных характеристик двигателя и механизма

Моментную характеристику электродвигателя построим по каталожным данным, а именно: пусковому моменту – М_П* и максимальному моменту – М_max*, а также по критическому скольжению S_к в относительных единицах. Критическое скольжение определим по номинальному скольжению:



Известные из каталога четыре точки моментной характеристики двигателя приведены в табл.3.

Таблица 3 - Данные для построения моментной характеристики АД

	Точка 1	Точка 2	Точка 3	Точка 4	Точка 5
	Мп*= 1	Мmax*= 2	Мном*=1	Мсинх* = 0	Mi***=1.1
s, о.е.	s =1	sк =0.026	sном =0.007	s =0	s=0.5

---

Для большей определенности характеристики приближенно определяем еще одну промежуточную точку при скольжении s_i = 0.5 по формуле:



Механическая характеристика выражаются следующей формулой:



где – коэффициент загрузки, в относительных единицах равный рабочему моменту механизма; – скольжение в относительных единицах; p – показатель степени, характеризующий тип механизма, равный 3 для ПН.

Пример расчета


Таблица 3 - Данные для построения моментной характеристики механизма

S,о.е.	0	0.05	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	1
M, о.е.	1	0.85	0.729	0.51	0.34	0.21	0.125	0.064	0.027	0.008	0

Рисунок 1 – Моментные характеристики двигателя и механизма

2.Расчет выбега электродвигателей с различными механизмами

Задача расчета – определение скольжения в конце заданного времени перерыва питания. Это скольжение является начальной для последующего процесса самозапуска после восстановления нормального электропитания двигателей.

В общем случае выбег происходит при любом снижении напряжения. Процесс выбега во времени выражается уравнением движения:



Механическая постоянная времени двигателя определяется по каталожным данным, используя выражение:



Момент инерции агрегата:

---

Подставляя найденные величины в выражения механической постоянной, определим ее:


В частном случае, когда при выбеге напряжение двигателя (U_д) равно нулю, и характеристику механизма можно выразить степенной функцией, уравнение движения можно проинтегрировать аналитически, получив решение в следующем общем виде:



где – коэффициент загрузки двигателя перед выбегом.

Получаем уравнение выбега при постоянном моменте сопротивления. При р = 3:



Уравнение выбега для насосных агрегатов:



Подставляем численные значения для разных значений времени t от 0 до 10 с. Результаты сведём в табл.4.

Пример расчета



Таблица 4 - Данные для построения кривой выбега электродвигателя с механизмом

t, сек	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	0,993	0,95	0,902	0,86	0,83	0,804	0,77	0,75	0,73	0,71	0,69

Используя табл. 4, строим кривую выбега двигателя (рис. 2).



Рисунок 2 – Кривая выбега электродвигателя с механизмом

Из графика выбега двигателя определяем скорость в конце заданного времени перерыва питания . Эта скорость составляет

---

и является начальной для последующего процесса самозапуска после восстановления нормального электропитания двигателей. Скольжение в момент подачи питания:

3. Расчет самозапуска электродвигателя

Для точного расчета самозапуска требуется знать характеристики всех самозапускающихся двигателей, подключенных к одной секции. Процесс самозапуска заключается в том, что при аварийном перерыве питания группы двигателей, происходит их групповой выбег, а затем после восстановления питания – одновременный разворот всех двигателей. При выбеге большинство двигателей увеличивают свое скольжение сверх критического. При развороте двигатели потребляют токи, близкие к пусковым, и при этом резко увеличиваются потери напряжения в элементах питающей цепи. Напряжение на зажимах двигателей снижается до уровня (0,6 – 0,7)U_н, а их разворот длится значительно дольше, чем при нормальном пуске отдельных двигателей.

Искомое напряжение на двигателях при их самозапуске определяется по суммарной пусковой мощности:



где = 25 МВА – номинальное значение мощности питающего трансформатора; - индуктивное сопротивление питающего трансформатора, о.е.; – напряжение питающей сети, приведенное к U_н. Обычно принимается U_нс = 1,05 о.е.; – суммарная пусковая мощность, подключенная к трансформатору при самозапуске (МВА).

Принимая средний пусковой ток всех самозапускающихся двигателей равным пусковому току ведущего двигателя, имеем:



где =23,7 МВА – мощность нагрузки секции, равная нагрузке СН блока;

---