Определяем условные эквивалентные сопротивления высшим гармоникам. Поскольку напряжение высшей гармоники ѵ
Кѵ = / ѵхѵ= -^ 2 - хѵ = / (11х,
то условное эквивалентное сопротивление определяется как сопро тивление первой гармоники тока. Для удобства расчет ведем в мил лионах при напряжении 0,4 кВ.
Рис. ПІ-2. Расчет уровня высших гармоник на линиях 0,4 кВ.
Реактивное сопротивление системы
т 1 000 |
0,42 |
■1 000 = 1,07 мОм. |
хс = и |
1 uuu = |
130 |
|
к. з |
|
Реактивное сопротивление трансформатора 1 000 кВ -А
ик 77* 1 000 |
5,5-0,42- 1 000 |
100 ST |
100 |
• = 8,8 мОм. |
• 1 |
Результирующее реактивное сопротивление системы и транс форматора на шинах 0,4 кВ
ач>ез==1>07 + 8,8 = 9,87 мОм.
Пусковая мощность асинхронного двигателя
*11 = ^ |
= |
0,91-0,89 |
440 кВ-А. |
rjcosqj |
|
Полное сопротивление двигателя при пуске |
TZ2 1 000 |
0,382-1 000 |
0,328 Ом, или 328 мОм. |
|
|
440 |
|
|
|
|
Коэффициент мощности при пуске |
|
|
COS фп= COS ф,[ |
'"«Л |
■Y(1 |
|
(1 su)Пі |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
cos фи — 0,89 — коэффициент |
мощности |
при |
номинальной |
нагрузке; т ы = 2,3 — кратность |
максимального |
момента, |
отп. |
ед.; |
1] — 0,91 — к. и. д. |
при |
номинальной |
нагрузке, |
отп. |
ед.; |
i-n = |
0,02 — скольжение |
при |
номинальной |
нагрузке, |
отн. |
ед.; |
in = |
6,5 — кратность пускового тока, отн. ед.; у «а 0,33 — отно |
шение потерь в обмотке статора при номинальной нагрузке к пол ным потерям при номинальной нагрузке;
cos фп = 0,89 |
2,3-0,91 |
0,33(1 —0,91)6,5 = 0,378, |
(1- 0 ,02) 6,5 |
чему соответствует sin фп = |
0,93. |
|
Реактивное сопротивление двигателя при пуске |
|
гд 8іпфи= 328 -0,93 = 306 мОм. |
При работе шести двигателей их эквивалентное сопротивление |
306 : 6 = 51 мОм. |
|
|
Реактивное |
сопротивление трансформатора 100 кВ -А |
хт |
• 1 000 |
10-0,42 |
1 000 = 160 мОм. |
100 S T |
100 ■ 0,1 |
Составляем |
схему замещения (рис. |
ГІІ-2), в которой тиристор |
ные устройства играют роль генератора высших гармоник, а си стема, асинхронные двигатели и трансформатор 100 кВ -А служат сопротивлениями для них. В нашем случае хрез = 9,87 мОм, х2 =
= 51 мОм и |
= |
160 мОм. |
|
|
|
Общее |
эквивалентное условное сопротивление |
|
|
|
хрвзх2х3 |
_ |
9,87 • 51 • 160 |
_ |
|
|
“Ь |
-{“Я'з^'рез |
|
9,87 *51 -f-51 • 160-j-160 *9,87 |
|
|
|
|
= 7,9 мОм, |
|
|
или 0,0079 |
Ом. |
|
|
|
|
|
Действующее значение гармоник напряжения определяем по формуле
Мэѵ = £ и л ^ л ^ К » у 100%_
В нашем случае сумма номинальных токов тиристорных уст ройств І зм = 485 А, Uф = 220 В, х31 = 0,0079 Ом, пѵ = 4 при шестпфазной схеме выпрямлеіщя
Ли. г — АфТГд
—гармонический коэффициент использования. Принимаем коэффи циент использования по расчету нагрузок тиристорных устройств Аи = 1; коэффициент, учитывающий несовпадение фаз гармоник отдельных преобразователей, Аф = 0,9 и коэффициент, учитывающий влияние гармоник намагничивающих токов трансформаторов, анор мальных гармоник преобразователей и т. п., А'д = 1,3.
Подставляя' эти значения в формулу, получаем:
UBV = 0,9 ; 1,3 • 482520° ’0079 1/4 100 = 4,1% < 5%,
что допустимо по ГОСТ.
Б случае отключения одного трансформатора 1 000 кВ - А и питания пееіі нагрузки от другого трансформатора 1 000 кВ -А реактивное сопротивление асинхронных двигателей и трансформа торов 100 кВ -А уменьшится в 2 раза. Условное эквивалентное со противление:
|
жэі |
9,87-25,5-80 |
6,85 мОм, или 0,00685 Ом. |
|
9,87 • 25,5 + 25,5 -80 + 80-9,87 |
|
|
|
Действующее значение высших гармоник напряжения полу чится при работе четырех тиристорных устройств с током 4 -242,5= = 970 А:
|
ия |
0,9-1,3-970-0,0068.) J 4 . 100 = 7I05Q/OJ |
|
220 |
|
|
что недопустимо по ГОСТ, и может быть допущено только для крат ковременного режима работы на период восстановления питания от двух трансформаторов.
ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА САМОЗАПУСКА
Премпредприятие снабжается электроэнергией от энергоси стемы двумя ВЛ 115 кВ через два трансформатора 110/6,3 кВ, 40 МВ -А. К каждой секции тип, соединенных нормально разомкну тым выключателем, присоединены синхронные двигатели, служа щие для привода турбокомпрессоров. Номинальная мощность дви гателей: один — 6 МВт, два — по 3,5 МВт. Нагрузка прочих электроприемников одной секции 10 МВ -А при cos ф = 0,8.
Моменты сопротивления т с компрессоров, кратности асин хронного момента т а и пускового тока іп двигателей в зависимости от скольжения s приведены в табл. ПІ-6.
Таблица ПІ-6
Скольжение S
Турбокомпрессоры т с
1 |
0.8 |
0.6 |
0,4 |
0,2 |
0,1 |
0,05 |
0 |
0,05 0,08 0,16 0,3 0,5 0,62 0,69 0,75
Турбодвигатель |
т а |
2,0 |
2,35 |
2,35 |
2,26 |
1,98 |
1,6 |
1,2 |
— |
3,5 МВт |
1*п |
7,75 |
7,4 |
6,96 |
6,35 |
5,35 |
4,35 |
3,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
|
Турбодвигатель |
іп а |
2,27 |
2,24 |
2,2 |
2,1 |
1,88 |
1,69 |
1,47 |
— |
6,0 МВт |
і п |
8,3 |
7,7 |
7,05 |
6,47 |
5,7 |
5,2 |
4,73 |
— |
Маховые моменты турбокомпрессора и двигателя: |
3,5 МВт — |
0,356 и 0,5 т-м2; 6 МВт — І и |
1,23 т-м2. |
|
|
|
|
Мощность энергосистемы 670 МВ -А. Схема соединений приве дена на рис. ПІ-3.
Проверить: 1) возможность группового самозапуска трех дви гателей с турбокомпрессорами при отключении одной секции шин
иавтоматическом включении черев 4 с секционного выключателя;
2)правильно ли выбраны реакторы, если при пуске двигателя на пряжение на нишах (из условия работы остальных электронрпем-
шіков) должно быть не ниже 0,85, а напряжение на выводах пускае мого двигателя — не выше 0,85.
Рис. Ш-З. Самозапуск мощных двигателей.
Р е ш е н и е
1. Механические постоянные времени двигателей с турбоком прессорами 3,5 МВт:
|
(0,356 + 0,5) • 3 ООО2 |
Jmi — |
364-3 500 |
с турбокомпрессорами 6,0 МВт:
|
m |
(1+ 1,3)-30002 |
9,5 с. |
|
м |
364 • 6 000 |
|
|
2. |
Эквивалентный момент сопротивления трех самозапускае- |
мu X агрегатов |
0,75 ■2 • 3,5 + 0,75 ■0,0 „ ^ |
|
|
|
|
|
"Іс-3= |
------ГзЖ+Що------ |
= 0 ’Ь - |
3. |
Эквивалентная |
механическая постоянная |
времени |
|
|
6,1 -2 -3,5 + 9,5 -6,0 |
=7,7 |
с. |
|
|
2 - 3 ,5 + 6,0 |
|
|
|
|
4. Скольжение, до которого затормозятся агрегаты при пере рыве 'Питания 4 с,
'«с.л , |
0,75 |
, п |
п , |
тр----h |
= " 7 7 |
• 4,0«=: 0,4. |
•* м. а |
< 1■ |
|
|
5. Реактивные сопротивления элементов сети, отнесенные к на пряжению 6,0 кВ и мощности 100 МВ -А:
а) система
|
|
|
хс |
100 = 0,15; |
|
|
|
|
|
|
|
670 |
|
|
|
|
б) |
трансформатор 40 МВ -А |
|
|
|
|
|
|
|
а?т = |
0,105 |
100 |
0,263; |
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
в) |
реактор |
6 кВ |
600 А, |
4% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9,2 -6,0 |
|
0,58 |
|
|
|
|
*р і = |
0,04 0,6 • 6,3 |
|
|
(9,2 — базисный |
ток, |
кА); |
6 кВ |
2 x 1 000 А, |
6% |
г) сдвоенный реактор |
|
. „ - * . „ - 0 |
. 0 |
6 |
$ . |
( | ° |
) ’ = |
0,524; |
д) двигатель |
3,5 |
МВт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
100 |
( 6,0 '2 |
|
|
|
ьді- |
7,75 4,03 |
у 6,3 ; |
= 2,88 |
|
|
|
|
(7,75 — кратность пускового тока; |
4,03 — номинальная мощность, |
МВ -А); |
|
|
|
е) двигатель 6,0 МВт |
|
|
_ |
1 |
100 |
/ 6,0 \2 |
*д?- |
8,3 |
6,9 * V6-3 ) = 1,57 |
(8,3 — кратность пускового |
тока, |
6,9 — номинальная мощность |
МВ -А); |
|
|
|
ж) реактивная нагрузка прочих электроприемников |
|
* |
- 100 |
1 6.0 V8 15 |
|
Н1 |
10 • 0,6 |
\ |
6,3 J |
6. |
Проверка пуска |
двигателя |
3,5 МВт: |
а) |
сопротивление двигателя |
с реактором |
др. д~ 0,58 + 2,88 = 3,46;
б) эквивалентное сопротивление двигателя с реактором нагрузки
3,4(5 ■15 3,46+15
в) напряжение на шинах подстанции
2,8
и' = 1,05 0,15 + 0.263 + 2,8 = 0,91 >0,85:
г) напряжение на выводах двигателя
"ді = 0,91 | | | = 0,76 <0,85;
д) момент двигателя при пуске
wal = 2,0~ 0,762= 1,16,
т. е. значительно больше момента сопротивления турбокомпрес сора.
7.Проверка пуска двигателя 6,0 МВт:
|
а) |
данные |
сдвоенного |
реактора, |
отнесенные к |
базисным вели |
чинам: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
жо,5 = 0,524; |
ксв = 0,606; + ,5 (1 —*св) = 0,206; |
ж0і. = (1+ |
/ссв) = 0,84; |
|
б) |
отношение токов в обоих плечах реактора при пуске двига |
теля 6 МВт |
|
|
15+ 0,84 |
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
=6,6; |
=0,152; |
|
|
|
|
|
1,57 + 0,84 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
в) сопротивление ветвей сдвоенного реактора |
|
|
|
хВ1= 0,524 (1-0,606 - 0,152) = 0,48; |
|
|
|
|
хг= 0,524 (1 - 0,606 • 6,6) = - 1 ,5 7 ; |
|
|
г) результирующее сопротивление сдвоенного реактора при |
пуске двигателя |
6 МВт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
_ |
(0,48 + 1,57) .(-1 ,5 7 + |
15) |
_ |
|
|
|
рез |
(0,48 + 1,57)+ (-1 ,5 7 +15) |
|
|
|
д) напряжение |
на шинах при пуске |
|
|
|
|
|
к,'= |
1,05 |
|
1,78 |
|
=0,86 >0,85; |
|
|
|
0,15 + 0,223 + 1,78 |
|
|
е) напряжение |
на |
выводах пускаемого двигателя |
|
|
|
м д 2= |
0,86 |
1,57 |
|
-= 0,66 <0,85; |
|
|
|
0,48 + |
1,57 |
|
|
|
|
д2 |
|
|
|
|
|
|
|
ж) пусковой момент при этом напряжении |
|
|
|
|
|
та2= 2,27 -0,662 = 0,99, |
|
|
что |
значительно |
выше |
момента |
|
сопротивления турбокомпрессора; |
ко |
з) напряжение па выводах электроприемішков, присоединенных |
второй |
ветви |
реактора, |
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м д 2= 0-86 15_ 1j57 = 0,96. |
|
