Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Курсовая работа

По курсу: « ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ »

Факультет: энергетический

Специальность: 1004

Курс: 5

Шифр: 21 - 5623

Преподаватель: Юрганов А.А.

Студент: Ефремов А.В.

2006 г.

Задание на курсовую работу.

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

Постановка задач: Цех промышленного предприятия снабжается электроэнергией от энергосистемы в соответствии с принципиальной схемой (рис. 1) двумя линиями Л1 и Л2 через два трансформатора Т1 и Т2. От каждой секции шин должны получать питание асинхронные электродвигатели центробежных насосов Э1, Э2, Э3, Э5, Э6 и синхронный электродвигатель турбокомпрессора Э4.

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

Основные параметры электрооборудования приведены в таблице 1. Графики расчетных зависимостей даны на рисунке 2. На графиках обозначено: I_эс, m_эс, m_к – соответственно ток, вращающий момент и момент сопротивления синхронного электродвигателя Э4; I_эа, m_эа, m_н – соответственно ток, вращающий момент и момент сопротивления асинхронных электродвигателей Э1, Э2, Э3, Э5, Э6. 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 построить 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 t_АВР = 1,5 с от устройства АВР.

При этом следует считать:

а) синхронный электродвигатель является источником ЭДС с параметрами Е^I = 1,05 = пост., х^I_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 тоже, что и пункте 4, но для секции 2. Нагрузка второй ветви реактора РС2 при самозапуске синхронного электродвигателя тоже автоматически отключается.

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

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

- номинальное значение коэффициента мощности и КПД для асинхронных двигателей равны cosφ_эа = 0,9; η_эа = 0,96; для синхронных равны cosφ_эс = 0,9; η_эс = 0,97;

- сдвоенные реакторы РС1, РС2 рассчитаны на длительный ток в ветвях 2х0,6 кА при реактивности х_0,5 = 4% и коэффициенте связи к_с = 0,5;

- для нагрузки второй ветви реакторов РС1 и РС2 cosφ_н = 0,8;

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

- маховый момент приводного механизма GD_м² составляет 80% от махового момента GD_э² электродвигателя;

- максимальный момент синхронного электродвигателя при синхронной частоте вращения m_m = 2, а кратность форсировки возбуждения i_вф = 1,5.

Таблица 1.

Электродвигатели напряжением 6 кВ						Нагрузка ветви реактора Н1, Н2, МВт	Мощность трансформаторов Т1, Т2, МВ*А	Мощность энергосистемы Sс, МВ*А
асинхронные				синхронные
Э1, Э6		Э2, Э3, Э5		Э4
Рэ, МВт	GD^2э, т*м^2	Рэ, МВт	GD^2э, т*м^2	Рэ, МВт	GD^2э, т*м^2
2	0,3	4	0,7	4	0,6	4	25	250

Решение.

Для проведения расчетов необходимо составить схему замещения. Учитывая, 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 рисунке 3.

Расчет производится в относительных единицах. Если за базисные значения принять S_б = 100 МВ*А и U_б = 6кВ, то сопротивления схемы замещения в относительных базисных единицах определяются:

Для системы

Для трансформаторов

Для каждой ветви сдвоенных реакторов

Где

Для электродвигателей при пуске

а) асинхронные

Где I_S=1 – кратность пускового тока при S = 1 (из графиков рисунка 2);

.

.

б) синхронные

.

Для электродвигателей при номинальном режиме

Для нагрузки вторых ветвей реакторов