4.3. Задания на курсовую работу и методические указания к ее выполнению Общие указания

В процессе изучения раздела 2 студенты должны выполнить курсовую работу². В состав курсовой работы входят расчетно-пояснительная записка и графическая часть в виде рисунков, схем электрических соединений и схем замещения. В начале пояснительной записки должны быть приведены задание и исходные данные, которые принимаются по двум последним цифрам шифра студента.

При выполнении расчетов сначала приводятся расчетные формулы, затем в них подставляются числовые значения величин и дается конечный результат вычисления. Все расчеты производятся в системе относительных единиц. Если размерности величин отличаются от принятых, то это указывается. Пояснительный текст, который необходим при расчетах, должен быть кратким. Пояснительная записка должна заканчиваться выводами и рекомендациями по существу полученных результатов, которые сводятся в итоговую таблицу.

Выполненная работа сдается на проверку и после допуска к защите защищается на кафедре автором, который должен объяснить ход решения и принципы расчета.

4.3.1. Задание на курсовую работу и исходные данные

Выполнить расчеты по пуску и самозапуску электродвигателей и снижению напряжения на шинах цеха промышленного предприятия.

Постановка задачи. Цех промышленного предприятия снабжается электроэнергией от энергосистемы в соответствии с принципиальной схемой (рис. 4.3.1) через два трансформатора Т1 и Т2. От секций 1 и 2 распределительного устройства 6 кВ получают питание асинхронные электродвигатели Э1, Э2, Э3, Э5 и Э6 центробежных насосов, синхронный электродвигатель Э4 турбокомпрессора, другие потребители Н1 и Н2.

Предусматривается, что электродвигатели Э2, Э5 имеют реакторный пуск. Электродвигатели Э3, Э4 присоединяются к шинам секции через одну ветвь сдвоенного реактора; через другую ветвь этого реактора получают питание потребители Н1, Н2.

Основные параметры электрооборудования приведены в табл. 4.3.1 и 4.3.2. Графики расчетных зависимостей даны на рис. 4.3.2. На графиках обозначены: I_эс, m_эс, m_k – соответственно ток, вращающий момент и момент сопротивления синхронного электродвигателя Э4; I_эа, m_эа, m_н – соответственно токи, вращающие моменты и моменты сопротивления асинхронных электродвигателей Э1, Э2, Э3, Э5, Э6.

Секционный выключатель ВС разомкнут и включается от АВР.

Требуется:

1. Проверить пуск асинхронного электродвигателя Э1 по условию: остаточное напряжение на шинах секции должно быть не менее 85 % номинального значения и пусковой момент двигателя должен быть больше момента сопротивления на 10 %. Рассчитать и простроить график разгона электродвигателя.

2. Определить необходимость в установке реактора Р1 и его сопротивление для пуска электродвигателя Э2 по следующим условиям:

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

б) остаточное напряжение на зажимах двигателя должно быть достаточным для обеспечения пуска.

3. Проверить правильность выбора сдвоенного реактора РС1 по пуску асинхронного электродвигателя Э3.

При расчетах по п. 1, 2, 3 считать, что остальные электродвигатели и нагрузка включены и работают в нормальном режиме.

4. Определить возможность группового самозапуска всех электродвигателей секции 1 при отключении ее от трансформатора Т1 и включении секционного выключателя ВС через время t_ABP = 1,5 с от устройства АВР.

Рис. 4.3.1. Принципиальная схема электроснабжения цеха Рис. 4.3.2. Графики расчетных зависимостей

Таблица 4.3.1

Последняя цифра шифра	Электродвигатели напряжением 6 кВ						Нагрузка Н1, Н2, МВт	Трансформаторы Т1, Т2
	Асинхронные				Синхронный			Мощность Sт, МВА	Uк, %
	Э1, Э6		Э2, Э3, Э5
	Рэ, МВт	GD^2, тм^2	Рэ, МВт	GD^2, тм^2	Рэ, МВт	GD^2, тм^2
1	4	0,7	6	0,86	6	1,3	6	40	10,5
2	3,2	0,64	5	0,74	4	0,6	4	32	10,5
3	2	0,3	4	0,7	4	0,6	4	25	10,5
4	1,6	0,16	3,2	0,64	3,5	0,5	3,5	25	10,5
5	1,25	0,14	2,5	0,34	2	0,4	2	16	10,5
6	3,2	0,64	6	0,86	4	0,6	4	25	10,5
7	2,5	0,34	5	0,75	4	0,6	4	25	10,5
8	2	0,3	4	0,7	4	0,6	4	16	10,5
9	1,6	0,16	3,2	0,64	3,5	0,5	3,5	16	10,5
0	1,25	0,14	2,5	0,34	2	0,4	2	16	10,5
Пример	2	0,3	5	0,74	4	0,6	4	25	10,5

Таблица 4.3.2

Предпоследняя цифра шифра	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0	Пример
Мощность энергосистемы, Sc, МВА	200	250	300	350	400	450	500	550	575	600	450

При этом следует считать:

а) синхронный электродвигатель является источником ЭДС с параметрами E’ = 1,05 = const, X’_d = 15 %;

б) нагрузка второй ветви реактора РС1 при самозапуске электродвигателя Э3 автоматически отключается.

5. Оценить возможность выпадения из синхронизма и вхождения в синхронизм синхронного электродвигателя Э4 при времени перерыва питания t_АВР = 1,5 с. Выпадение из синхронизма оценить по угловой характеристике нормального режима двигателя, т. е. считать, что влияние форсировки магнитного поля двигателя компенсирует снижение напряжения на его зажимах при восстановлении питания от резервного источника (от трансформатора Т1). Считать, что нагрузка второй ветви реактора РС2 при перерыве питания автоматически отключается.

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. 4.3.1 (для всех вариантов) принимать во внимание:

- номинальное напряжение на вторичной стороне трансформаторов 6,3 кВ;

- номинальное напряжение всех электродвигателей, нагрузки, сдвоенных реакторов и реакторов 6 кВ;

- номинальные значения коэффициента мощности и КПД для асинхронных электродвигателей cosφ_эа = 0,9, η_эа = 0,96; для синхронных двигателей cos φ_эс = 0,90, η_эс = 0,97;

- сдвоенные реакторы РC1, РС2 рассчитаны нa длительный ток в ветвях 2x0,6 кА при реактивности х_0,5 = 4 % и коэффициенте связи К_с = 0,5;

- коэффициент мощности нагрузки второй ветви реакторов РC1 и РС2 cosφ_н = 0,8;

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

- маховый момент приводного механизма GD²_м составляет 80 % от махового момента GD²_э электродвигателя;

- максимальный момент синхронного электродвигателя при синхронной частоте вращения m_m = 2, а кратность форсировки возбуждения i_{в ф}= 1,5.