1.Показатель качества электрической энергии – «Временное перенапряжение», причины ….

Временное перенапряжение - повышение напряжения в точке электрической сети выше 1,1Uном продолжительностью более 10 мс, возникающее в системах электроснабжения при коммутациях или коротких замыканиях.

Временное перенапряжение характеризуется коэффициентом временного перенапряжения ( Кперu): это величина, равная отношению максимального значения огибающей амплитудных значений напряжения за время существования временного перенапряжения к амплитуде номинального напряжения сети.

Кперu=Uamax/( Uном)

Длительностью временного перенапряжения называется интервал времени между начальным моментом возникновения временного перенапряжения и моментом его исчезновения. Δtперu=tк-tн

Временные перенапряжения возникают при коммутациях оборудования (коммутационные, кратковременные) и при коротких замыканиях на землю. Длительные перенапряжения возникают в сетях с компенсированной нейтралью и четырехпроводных сетях при обрыве нейтрального провода (обрыв «0»), и в сетях с изолированной нейтралью при однофазном КЗ на землю. Отрицательное влияние перенапряжений проявляется аналогично отклонению напряжения в большую сторону. Особенно негативно перенапряжения влияют на осветительные приборы, несколько в меньшей степени перенапряжения негативно влияют на электродвигатели и трансформаторы, сокращая их сроки эксплуатации.

2.Основное уравнение движения электропривода. Определение времени разгона ….

Основное положение динамики электропривода: при движении системы электродвигатель – рабочая машина движущий момент всегда уравновешивается моментами сил сопротивления движению, т. е. Мдв = Мс + Мдин, где Мдв – вращающий момент двигателя; Мс – статический момент сопротивления; Мдин – динамический момент (создаётся силами инерции движущихся масс электропривода.

Если система движется с постоянной частотой вращения, то силы инерции отсутствуют, т. е. Мдин=0, а Мдв=Мс.

При пуске системы скорость движущихся частей увеличивается, а всякое изменение скорости вызывает силы инерции масс этих частей. При увеличении частоты вращения силы инерции, создающие Мдин, будут направлены навстречу действию вращающего момента: Мдв = Мп = Мс + Мдин,

Это же наблюдается при увеличении частоты вращения системы, когда нагрузка на двигателе уменьшается.

При уменьшении частоты вращения электропривода, что соответствует увеличению нагрузки, вращающиеся массы стремятся сохранить прежнюю частоту вращения, поэтому силы инерции направлены на поддержание движения

Мдв = Мс – Мдин,

При отключении двигателя от электросети Мдв=0, но система мгновенно не остановится, а будет продолжать вращаться за счет Мдин по инерции Мс = Мдин.

Процессы движения электропривода, соответствующие пуску, остановке, изменению нагрузки, являются неустановившимися процессами, т. к. протекают при изменении скорости вращения. Этот процесс продолжается до наступления равновесия Мдв = Мс.

Из уравнения основного движения электропривода определяем временя переходного процесса.

Мдв = Мс + Мдин;

Мдин = Jdω /dt =(GD² /4g 30)dn/dt = GD²dn/375dt

Откуда Мдв = Мс + GD²dn/375dt

Для определения времени переходных режимов проинтегрируем уравнение: dt = GD²dn/375( Мдв – Мс);  t1.2 = 

При пуске, когда n1 =0,

tп = GD²nном/375(Мп – Мс) = GD²nном/375 Мдин

где nном – номинальная частота вращения двигателя по окончании разгона; Мп – пусковой вращающий момент.

При пуске вхолостую Мс = 0

tп = GD²nо/375 Мп; nо – частота вращения х.х.

При замедлении – (Мдв + Мс ) = GD²dn/375dt

Если GD2 = const, Мдв = const, Мс = const

tз = GD²(n1 – n2 )/375( Мдв + Мс);

Время остановки (n2 = 0) при отключении двигателя от сети (Мдв = 0): tост = GD²n1/375 Мс

Длительность переходного процесса определяется электромеханической постоянной времени Тм

Тм = GD²nо/375 Мкр ; Мкр – критический момент

На практике t = (3…4) Тм.

Ускорение переходного процесса, как следует из формул, может быть осуществлено путем снижения махового момента электродвигателя, специальные электродвигатели с пониженным маховым моментом имеют большую длину ротора (якоря) и меньший диаметр. Иногда вместо одного двигателя на одном валу устанавливают два половинной мощности каждый.

Выбор типа и мощности электропривода.

Мощность в общем случае равна мощности технологического процесса, для выполнения которого и создается привод. Мощность на выходном валу привода можно рассчитать по формуле Pвых=Твых·Wвых, где Pвых - мощность на выходном валу привода, Твых - момент на выходном валу привода, Wвых - угловая скорость на выходном валу привода, с-1. Момент на выходном валу привода можно рассчитать по формуле: Tвых=Ft*R, где Ft-тягловое усилие, Н (Ft = t*Fn; t-коэффициент трения; Fn-нагрузка); R-радиус рабочего органа, м;

Выбор конкретного типоразмера двигателя ведется на основании технических требований к электродвигателю: расчетной мощности, требуемой частоты вращения, режима работы, допустимых значений воздействия внешней температуры и влажности, вибрационных и ударных воздействий, климатических факторов, места размещения двигателя при эксплуатации и других возможных факторов. Выбор двигателя выполняют по таблицам основных технических данных выбранной серии, приведенным либо в данном справочнике, либо в каталогах на двигатели выбранных серий.

По указанным таблицам из ряда типоразмеров двигателей принятой серии выбирают типоразмер двигателя ближайшей большей номинальной мощности по отношению к рассчитанному значению, учитывающему режим работы электропривода. Завышение требуемой мощности двигателя ведет к ухудшению его энергетических показателей (КПД и коэффициента мощности) и, как следствие, к увеличению непроизводительных потерь энергии и удорожанию эксплуатации двигателя. При этом также возрастают капитальные затраты.

Если же допустить занижение требуемой мощности двигателя, то его работа будет сопровождаться чрезмерным перегревом, что приведет к его преждевременному выходу из строя, непредвиденной остановке рабочего механизма, дополнительным расходам на ремонт или замену двигателя. Для обеспечения надежной работы двигателя необходимо также, чтобы перегрузочная способность и начальная величина пускового момента выбранного типоразмера двигателя соответствовали предъявляемым требованиям. 3.Критерии выбора сечения жил кабельных и воздушных линий сетей передачи и распределения электроэнергии.

Главными критериями, которые учитываются во время проектирования и подбора сечения, это величина токовой нагрузки, напряжение сети, мощность потребителя электроэнергии. Проектирование электросети и выбор проводов всегда начинается с определения свойств электрооборудования, которое будет находиться в этой сети и потреблять электроэнергию. Если на участке сети будет находиться несколько потребителей электричества, то для выбора сечения провода для данного участка их мощности складываются. После определения мощности потребления электричества для каждого участка проектируемой сети, рассчитывают допустимую токовую нагрузку. Для расчета нагрузки, от длительности которой, напрямую зависит выбор сечения, используется упрощенная формула, в которой находится напряжение сети и мощность потребления для данного участка сети.

После просчета токовой нагрузки и определения ее длительности, необходимо выяснить условия, при которых будет использоваться электросеть, температура и способ прокладки электрической сети (открытый или закрытый).

После того, как допустимый ток и время нагрузки просчитаны, учтены условия эксплуатации и прокладки электросети, можно начать выбор сечения проводов. Выбор кабелей и проводов электросети осуществляется по таблицам длительного допустимого тока нагрузки, где принимается во внимание и способ прокладки кабелей, проводов сети. Сечение кабеля или провода всегда берут с запасом. Сечение провода определяется из допустимых длительных токовых нагрузок.

Билет 23