151464 (621718), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Для індукційного двигуна в номінальному режимі Z" 0,16Z', а максимальне ковзання при повному навантаженні дорівнює 0,05.

Тому:

m= _u² (4)

Таким чином, зменшення обертаючого моменту дорівнює квадрату коефіцієнта несиметрії напруг. Відзначимо, що так як для загальмованого двигуна S = 1, а Z’= Z’’ то вираження справедливе також і для пускового режиму.

Оскільки опір зворотньої послідовності асинхронних електродвигунів у 5—7 разів меньший опору прямої послідовності, то при наявності навіть невеликої по величині складовій напруг зворотної послідовності виникає струм значної величини. Цей струм накладається на струм прямої послідовності й обумовлює додаткове нагрівання ротора і статора, у результаті чого швидко старіє ізоляція і зменшується розташовувана потужність двигуна. Установлено, що термін служби цілком навантаженого асинхронного двигуна, що працює при несиметрії напруг у 4%, скорочується в два рази.

Особливо небезпечна несиметрія напруг для асинхронних двигунів при підвищеній напрузі мережі (у таких умовах працюють, наприклад, двигуни для приводу допоміжних механізмів на електровозах перемінного струму). У результаті дії несиметрії і підвищеної напруги припустима потужність двигунів значно знижується. Тому в таких випадках установлену потужність асинхронних двигунів необхідно збільшувати в 2—2,5 рази. Оскільки додаткові теплові втрати мають квадратичну залежність від несиметрії напруг, то тривала несиметрія напруг приблизно в 2% мало впливає на термін служби цілком навантаженого асинхронного двигуна.

У деяких випадках навантаження буває обмежене чи переривчасте і припустима несиметрія напруг може бути трохи більша. Це зумовлене тим, що неприпустиме нагрівання настає тільки після тривалого впливу несиметрії, і в розрахунки можна вводити не максимальну і діючу нетривалий час несиметрію, а використовувати величину, дію якої триває чверть чи пів години. Результати досліджень показали, що припустимою несиметрією напруг для асинхронних двигунів варто вважати несиметрію до 2%. Як видно з вираження, зниження обертаючого моменту при цьому буде також незначним.

3. Методи і засоби симетрування

Режим трифазної системи симетричний при відсутності пульсуючої потужності, тобто коли в системі існують напруги і струми тільки прямої послідовності. Тому всі методи попередження несиметрії (симетрування) спрямовані на компенсацію зазначеної потужності, тобто на зменшення симетричних складових зворотної і нульової послідовностей. Розрізняють внутрішнє і зовнішнє симетрування. (При внутрішньому симетруванні несиметричне (однофазне) навантаження розподіляється між фазами по можливості рівномірно, що зменшує, таким чином, її вплив на систему. Цей метод застосовують для зменшення несиметрії тягових навантажень електрифікованих залізниць, коли різні тягові підстанції підключаються до фаз системи за «гвинтовом» закононом. Досягти повної симетрії методом внутрішнього симетрування вдається надзвичайно рідко, оскільки сумарне навантаження в загальному випадку все ж таки залишаються несиметричним.

Під зовнішнім розуміють штучне симетрування з застосуванням різних пристроїв, підключених до трифазної мережі так, щоб струми в трифазному джерелі і мережі були симетричними і створювали систему прямої послідовності. Таке симетрування одержало широке поширення і може бути виконано різними способами.

3.1 Підключення до недовантажених фаз додаткових опорів для

симетрування сумарного навантаження

Це простий, але неекономічний спосіб, оскільки веде до значних втрат енергії в зазначених опорах. Крім того, для його здійснення при наявності несиметричних навантажень з різними параметрами необхідно мати значний арсенал додаткових опорів. Усе ж таки цей спосіб іноді рекомендують застосовувати для захисту турбогенераторів при обриві однієї з фаз.

3.2 Застосування багатофазної схеми випрямлення струму

наприклад, схеми Ларіонова)

Таке симетрування можна здійснити, коли однофазне навантаження може нормально працювати при харчуванні від джерела постійного струму. Недоліком цього способу є те, що вищі гармоніки, обумовлені схемою випрямлення проникають у мережу, спотворюють форму кривих струмів і напруг і приводять до збільшення втрат енергії в електроустаткуванні.

Застосування преосвітнього агрегату «трифазний двигун — однофазний генератор». Такий спосіб зв'язаний зі значними витратами встановлених потужностей і втратами енергії (до 25%).

3.3 Симетрування за допомогою фазових зрівнювачів

Струми зворотної послідовності, викликані несиметричним навантаженням, компенсуються за допомогою синхронних машин, що створюють не- обхідну для цього систему е.р. с. зворотної послідовності. Електромагнітні фазові зрівнювачі не одержали широкого поширення через велику вагу (12—14 кг/ква) і габаритів, а також складності конструкції і невисокої надійності. В даний час їх пропонують використовувати для комплексного рішення проблеми симетрування й усунення коливань напруги, викликаних дуговими сталеплавильними печами.

3.4 Використання симетруючого ефекту трифазних асинхронних

двигунів

Якщо трифазний двигун приєднаний до системи з несиметричним навантаженням, він прагне відновити симетрію системи. Для цього випадку справедливе вираження

_{u= = ,} (5)

де Z — опір лінії між джерелом харчування і місцем приєднання несиметричного навантаження; Z’_Д, Z’’_Д— опір двигуна прямої і зворотної послідовностей; U’_Н, U’’_Н — напруга на навантаженні прямої і зворотної послідовностей.

З рівняння видно, що асинхронний двигун прагне зменшити несиметрію, оскільки Z’’_Д Z’_Д. При цьому струми зворотної послідовності, обумовлені навантаженням і двигуном, мають практично протилежні знаки:

= +1. (6)

У сумі вони зменшують результуючий струм зворотної послідовності в лінії. Максимальний симетруючий ефект створюють двигуни з мінімальним опором зворотної послідовності. З рівнянь (5) і (6) ясно, що при Z’’_Д О несиметрія напруг і струмів також прагне до нуля.

Недолік цього способу полягає в тому, що асинхронні двигуни повинні працювати зі значним недовантаженням, тому що в противному випадку вони можуть вийти з ладу внаслідок перегріву.

3.5 Симетрування за допомогою введення системи додаткових е.р.с.

Для зниження несиметрії вводиться система додаткових е.р. с., що може бути отримана або за рахунок пофазної різниці в коефіцієнтах трансформації, або за рахунок спадання напруги від струмів навантаження в пофазно різних додаткових опорах. Цей метод застосовується найчастіше для компенсації подовжньої несиметрії.

3.6 Симетрування струмів при роботі трансформаторів двома

фазами

Цей спосіб призначений для симетрування струмів генератора при його роботі на мережу високої напруги через неповну трансформаторну групу, а також при передачі енергії по двох проводах з використанням землі як третій провід. Він полягає в тому, що на стороні трикутника трансформатора , що працює з боку зірки двома фазами, включається додатковий оп￮ір у той з лінійних проводів, до якого підключені обмотки двох обтічних струмів фаз трансформатора. Замість додаткового опору можна використовувати однофазний трансформатор, вторинна обмотка якого закорочена. У цьому випадку в схему вводиться опір розсіювання додаткового трансформатора. Відомо, що несиметрія струмів генератора може бути значно зменшена при рівнобіжній роботі неповної трансформаторної групи з однієї чи декількома повними групами.

3.7 Застосування несиметричних трьохфазно-двохфазних

трансформаторів

Дозволяє здійснювати симетрування режиму тільки при наявності двох рівних по величині і фазі навантажень. Компенсація пульсуючої потужності за допомогою статичних СУ — найбільш розповсюджений спосіб симетрування. Він полягає в тому, що СУ, підключене до системи, створючи в останій пульсуючу потужність, рівну по величині і протилежну по фазі пульсуючої потужності, обумовленою несиметричним навантаженням. Розрізняють схеми СУ з електричними й електромагнітними зв'язками. У залежності від технічної допустимості й економічної доцільності СУ можуть бути регульованими і нерегульованими. У даній роботі цьому способу приділена найбільша увага.

Як уже відзначалося вище, для цілей симетрування можуть бути також використані засоби, що маються в системі. Так, наприклад, якщо конденсатори, призначені для підвищення значення коефіцієнта потужності, підключити несиметрично між фазами мережі, вони можуть цілком чи частково ліквідувати несиметрію. З цією ж метою можуть бути використані установки подовжньої компенсації, конденсатори фільтрів тягових підстанцій і т.д. Несиметрію можна також знизити за допомогою збільшення потужності системи й інших способів, на яких ми тут не зупиняємося, тому що вони є або різновидом способів, розглянутих вище, або застосовуються дуже обмежено.

4. Симетрування режиму на фізичній моделі системи

електропостачання

Основні технічні характеристики

1. Живлення фізичної моделі здійснюється від трифазної трьох-провідної мережі напругою 380 В и частотою 50 Гц.

2. Масштаб напруг

= 289,5,

де , напруга об'єкта оригіналу і моделі.

3. Установлені потужності , В·А;

блоку несиметричного навантаження 300 ;

блоку нелінійного навантаження 150 ;

блоку симетричного навантаження 100 ;

загальна потужність 550 .

4. Кількість фізичних моделей печей графітації перемінного струму - 10.

5. Кількість фізичних моделей печей графітації постійного струму - 4.

6. Габаритні розміри 1300x867x600.

“ФМСЭС” модулює промислову розподільну мережу електродного заводу. Фізична модель може використовуватися для відпрацьовування алгоритмів, перевірки працездатності моделей оптимального керування режимом, тренування чергових диспетчерів, що ведуть технологічний процес на етапі впровадження “АСУЭ”. Тому фізичне моделювання мережі електродного заводу виконано як наближене. Фізична модель має наступні можливості;

блок несиметричного навантаження дозволяє моделювати режим мережі, що складає зворотні послідовності якого змінювалася б у часі в широких межах;

комплектуючі блоку несиметричного навантаження - фізичні моделі печей графітації відтворюють графік навантаження, подібний до графіка оригіналу;

для одержання різних реалізацій несиметричного режиму мається можливість зміни відносної фази включення фізичних моделей печей графітації (за допомогою перемикача SA5);

схема “ФМСЭС” дозволяє неодноразово відтворювати ту саму реалізацію режиму і змінювати фазировку фізичних моделей графіторовочних печей;

СУ дискретного керування і виконано за схемою трикутника статичних конденсаторів, має наступні характеристики:

плече A- У ступінь I - I мкф;

ступінь 2-4 мкф;

ступінь 3-8 мкф;

для пліч В і В-A параметри ступіней і їхня кількість ті ж; вимірювальний блок забезпечує наступною інформацією, необхідної для керування режимом: напруги обмоток ВН, СH і НH живильного трансформатора, фазні струми і COS по фазах блоку несиметричного навантаження. Крім цього схема передбачає можливість підключення самописів струму і напруги, а також осциллографів;

блок симетричного навантаження відтворює характерний графік електроспоживання ремонтно-механічного підприємства. Потужність навантаження змінюється при переключенні по визначеному законі відгалужень обмотки трансформатора (магнітні пускачі KV1- KV6);

блок нелінійного навантаження складається з фізичних моделей печей графітації і харчується від джерела, виконаного по дванадцятофазній схемі випрямлення.

Принцип побудови номограмм для керування СУ

Як відомо, заданий струм зворотної послідовності для симетрування режима електричної мережі визначаються на основі виразу:

де заданий струм зворотної послідовності СУ;

Характеристики

Список файлов курсовой работы