3.6. Методические указания к выполнению заданий практических занятий Общие указания

При изучении второго раздела дисциплины учебным планом предусмотрены два практических занятия, основной задачей которых является подготовка студентов к выполнению курсовой работы.

На практических занятиях решается комплексная задача расчета процессов пуска и самозапуска электродвигателей в системе электроснабжения.

Занятие №1 включает рассмотрение вопросов пуска двигателей.

Занятие №2 включает рассмотрение вопросов самозапуска двигателей.

Ниже приводится пример решения задачи. По усмотрению преподавателя, ведущего практические занятия, исходные данные могут изменяться.

3.6.1. Постановка задания и исходные данные

Рассчитать процессы пуска и самозапуска электродвигателей в схеме электроснабжения, приведенной на рис. 3.6.1. От энергосистемы С через два трансформатора Т1 и Т2 получают питание асинхронные электродвигатели Э1, Э2, Э3, Э5, Э6, синхронный электродвигатель Э4, нагрузки других потребителей Н1 и Н2.

Основные параметры электрооборудования и исходные данные:

- энергосистема мощностью S_c=450 МВА, напряжением U_c=115 кВ;

- трансформаторы Т1 и Т2 мощностью 25 МВА каждый, номинальное напряжение на вторичной стороне трансформаторов 6,3 кВ, напряжение короткого замыкания U_к=10,5 %;

- электродвигатели Э1, Э6 мощностью Р_э=2 МВт с маховым моментом GD²=0,3 тм² каждый;

- электродвигатели Э2, Э3, Э5 мощностью Р_э=5 МВт с маховым моментом GD²=0,74 тм² каждый;

Рис. 3.6.1. Принципиальная схема электроснабжения Рис. 3.6.2. Графики расчетных зависимостей

- синхронный электродвигатель Э4 мощностью Р_э=4 МВт с маховым моментом GD²=0,6 тм² ;

- нагрузка Н1, Н2 мощностью Р_н=4 МВт каждая;

- 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;

- номинальное напряжение всех электродвигателей, нагрузки 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;

- 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, кратность форсировки возбуждения i_{в ф}= 1,5.

- графики расчетных зависимостей даны на рис. 3.6.2; на этих 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 ток, вращающий момент и момент 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. При этом следует считать, что:

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 возможность группового самозапуска всех электродвигателей секции 2 при отключении ее от трансформатора Т2 и включении секционного выключателя ВС через время t_ABP = 1,5 с от устройства АВР. При этом следует считать, что нагрузка второй ветви реактора РС2 при самозапуске синхронного электродвигателя автоматически отключается.