Диссертация (1172958), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Третью группу параметров режима СД составляют:ü «продольные и поперечные составляющие напряжения U СД » [89]:U d = U СД sin q ;(2.76)U q = U СД cos q ,(2.77)102ü «активная и реактивная мощности ( PСД , QСД ), потребляемые СД» [89]:PСДQСД2Еq¢¢U СДЕ d¢¢U СДU СДsin q cos q +=2dX d¢¢X q¢¢æ 11 ö÷çsin 2q ;ç X ¢¢ X ¢¢ ÷d øè q2Еq¢¢U СДЕ d¢¢U СДU СДcos q +sin q +=2dX d¢¢X q¢¢æ 11 ö÷çcos 2q ;ç X ¢¢ X ¢¢ ÷d øè q(2.78)(2.79)ü «электромагнитный момент ( M СД )» [89]M СДº РСД ;(2.80)ü «составляющие синхронной ЭДС двигателя Ed , Eq » [89]:X q - X q" üEd = E-Ud;ïX q"X q"ïý ;"Xd - Xd ï" XdEq = Eq " - U q;ïXdX d"þ"dXq(2.81)ü «продольная и поперечная составляющие тока СД» [89]:ü; ïXïý;"- Ed + U d ïIq =;ïX q"þId =Eq" - U q"d(2.82)ü «момент сопротивления механизма ( M МХ ), который в источниках чащепредставляется полиномом степени z» [12, 13, 18-20, 93-98][M МХ = M 0 - ( KЗ - M 0 )w z] SPн,(2.83)нгде « z – показатель степени, характеризующий зависимость моментасопротивления механизма от частоты вращения; K З – коэффициент загрузкидвигателя; М 0 – начальный момент сопротивления механизма» [89].
Из-забольшого разнообразия «приводимых во вращение СД механизмов, представиммоментную характеристику механизма из трех характерных участков» [89, 94]:- «при 1 £ s £ sЖМ МХz12éæ 1 - s ö ù РНæ sЖ - s ö÷÷ ú÷÷ + M КЛ ( К З - М 0 )çç= ê М 0 + ( М Т - М 0 )çç; (2.84)êëè 1 - sЖ øè 1 - s КЛ ø úû S Н- при sЖ < s < sКЛМ МХz1éæ 1 - sЖ ö ù РН÷÷ ú= ê М 0 + M КЛ ( К З - М 0 )çç;1sSêëКЛ ø úèû Н(2.85)103- при sКЛ £ s[М МХ = М 0 + (КЗ - М 0 )w z2] РSН, » [89](2.86)Нгде « sЖ , sКЛ – скольжение ротора СД, соответствующее жидкостному трениюи открытию обратного клапана; M Т , M КЛ – моменты трогания и открытия обратногоклапана» [89, 94].
Таким образом моделируются характеристики возможныхмеханизмов путем выбора параметров z1, z2 и скольжения sКЛ . Это решение«позволяет точнее представить моментную характеристику механизма, аисключение любого из участков - получить возможные виды характеристикмеханизмов. Так, для моделирования вентиляторной характеристики механизмапринимаем: z1 = z2 = 2, а sКЛ = 1» [89, 94];ü ток синхронного двигателя определяется как:I СД =SˆнU СД ,2U СД(2.87)где Ŝн – сопряженный вектор полной мощности СД Sˆн = РСД + jQСД .Ниже приведено сравнение двух методов расчета пуска СТД-4000 (рис. 2.9).Рисунок 2.9 – Учет в переходныхэлектромагнитных моментовпроцессахСТДзнакопеременных104(--- (____) по первому (второму) методу для тока (I), напряжения (U), мощности (P) и угловойскорости ( ) )Впервомметоде«учитываютсявсесвободныеивынужденныесоставляющие режима СД, постепенное нарастание тока в обмотке возбужденияпосле подключения к возбудительному устройству, влияние на электромагнитныепроцессы скорости изменения скольжения ds/dt, напряжения на статорнойобмотке dU/dt и напряжения на обмотке возбуждения dUf/dt», а по второмуметоду «СД описывается системой уравнений (2.71), (2.72)» [89, 94].Из проведенного анализа следует, что для повышения точности расчетовдинамической устойчивости при КЗ в питающих сетях 110-220 кВ необходимоучитыватьвматематическоймоделипереходныхпроцессовСД,СГзнакопеременные и дополнительные моменты, особенно при учете взаимноговлияния двигателей, возможных переходов двигателей в генераторный режимработы на секциях РУ, ПС.Итак, система уравнений (2.71)–(2.86) определяет режим работы агрегата«синхронный двигатель-механизм» в переходных процессах ЭТС.2.3.3.
Уравнения переходных процессов в характерных режимах работыЭТСК характерным режимам работы электродвигателей ЭТС относятся: пускЭД, выбег на короткое замыкание, свободный выбег, самозапуск и отключение иснижение напряжения в питающей системе. Целью исследования таких режимовЭТСявляетсяопределения«продолжительностиихарактераэлектромеханических переходных процессов, проверки и уточнения уставокрелейных и технологических защит и средств автоматики, выбор мероприятийдля обеспечения непрерывности технологических процессов» [89].Для многомашинных ЭТС с разными по типу синхронными электродвигателями имеет место переход двигателей в генераторный режим, когдадругие изменяют свою скорость и параметры ввиду разной мощности СД,приводных механизмов; возникает сложность моделирования таких переходных105процессов и предлагается использовать вышеприведенные системы координат(2.57) – (2.63).В установившемся режиме работы СД «вращающий момент двигателяравен моменту сопротивления механизма, что обеспечивает постоянство частотывращения агрегата.
Когда происходит изменение нагрузки СД или снижениенапряжения на выводах двигателя, то равновесие нарушается, меняется частотавращения ротора СД, что приводит к протеканию по обмоткам повышенныхтоков, вызывающих дополнительный нагрев и механические усилия. Для расчетаустановившегося режима используем следующий алгоритм» [89].1. Определяются номинальные параметры СД: расчетная синхронная ЭДСEQ ,н = (1 + sin j н X q ) 2 + (cos j н X q ) 2 ;уголнагрузки[]q = arctg (cos j н Х q ) /(1 + sin j н ) ;синхронная ЭДС по поперечной оси E q ,н = EQ ,н X d X q - cos j н ( X d - X q ) / X q ; активнаяи реактивная мощности СД ( PСД = К З cos j н ; QСД = РСД tgj н ).2. Рассчитываются параметры "исходного режима СД: расчетная синхроннаяЭДС EQ = (U 0 н - QСД X q / U 0 н ) 2 + ( PСД X q / U 0н ) 2 ; угол между поперечной осью ивектором напряжения на секции РУq = arctg[( PСД Х q / U 0 н ) /(U 0 н - QСД Х q / U 0 н )] ;синхроннаяEq ,н = ЕQ ,н Х d / X q - U 0 н cos q ( X d - X q ) / X q ;ЭДСсверхпереходныепопоперечнойЭДСосидвигателяE q¢¢ = Е q Х d¢¢ / X d + U 0 н × cos q × ( X d - X d¢¢ ) / X d ,Ed¢¢ = U 0н × sin q × ( X q - X q¢¢) / X q и ток возбуждения I f = Eq / X ad .Часто для ЭТС «суммарная мощность генераторов электрических станцийзначительно больше мощности нагрузки предприятия, поэтому электрическуюсистему представляем в виде источника ЭДС EС с неизменными амплитудой, фазойи частотой, приложенным за эквивалентным комплексным сопротивлением Z С »[89,94].
Для расчета параметров схемы замещения используем «следующие данные: а)номинальное напряжение электрической сети в точке подключения ЭТС U Н,C ; б)ток( 3)трехфазного КЗ от электрической системы в этой точке I КЗ, мощность КЗ SКЗ илисопротивление системы X C . Схема замещения ЭТС от электродвигателей до106энергосистемы представляет собой совокупность схем замещения отдельныхэлементов, подключенных согласно реальной сети.
Математическая модель системыэлектроснабжения отличается тем, что учитывает параметры линий с учетомактивного и индуктивного сопротивлений, а комплексную прочую нагрузкумоделирует статическими характеристиками» [89]PПР = PПР, НU g Р ; üïg ýQПР = QПР, НU Q ,ïþ(2.88)где PПР, Н , QПР, Н – активная и реактивная «мощности при номинальномнапряжении в узле нагрузки ( U У ); g P ,g Q – показатели степени, определяющиезависимость активной и реактивной мощности от напряжения» [89].3.ПараметрырежимаЭТСна«уровнеэлектрическойсистемыопределяются уравнением:U У = EС - Z У I У ,(2.89)где U У (I У ) - матрицы узловых напряжений (токов), соответствующихсекциям РУ в ЭТС, т.е. узлам промышленной нагрузки; Z У - матрица узловыхсопротивлений» [89].
Входными параметрами для электрической системыявляются «узловые токи I У , а выходными параметрами - узловые напряжения U У» [89]. Для секций РУ уравнения примут вид:U ВД = U У - Z ВД I Д ;(2.90)I У = I ПР + Z Д I Д ;(2.91)где « U ВД – матрица напряжений на выводах двигателей; Z ВД – матрицасопротивлений элементов электрической сети в цепи от выводов двигателей доузла нагрузки; Z Д – матрица подключения двигателей к узлам нагрузки; I Д –матрица токов двигателей» [89].
Суммарная мощность, «потребляемая в узле РУопределяется:nüPå = å Pi + PПР,НU g P ; ïïi =1ý,ngQ ïQå = å Qi + QПР,НU ,ïþi =1(2.92)где Pi – активная мощность i-го СД; Qi – реактивная мощность i-го СД; n – числоСД в узле, På – суммарная активная мощность, потребляемая в узле, к которому107подключен рассматриваемый СД; Qå – суммарная реактивная» [89] мощность,потребляемая в узле, к которому подключен рассматриваемый СД.4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
