8 Проверка сети на успешный запуск электродвигателей

Нормами определены следующие допущения номинального напряжения на зажимах электродвигателя:

а) при длительной работе в установившемся режиме: V = +5%;

б) у электродвигателей, присоединенных к электрическим сетям общего назначения –5%, +10%;

в) при длительной работе в установившемся режиме для отдельных особо удаленных электродвигателей в номинальных условиях допускаются, снижения напряжения на –8…-10%, а в аварийных –10…-12%;

г) при кратковременной работе в установившемся режиме, например, при пуске соседних электродвигателей на –20…-30%;

д) на зажимах пускаемого электродвигателя: при частых пусках –10%, при редких пусках –15%;

В тех случаях, когда начальный момент не превышает 1/3 М_ном рабочей машины, допускается снижение напряжения на 40%. Это, как правило, приводы с ременной передачей, приводы насосов и вентиляторов.

Потери напряжения в сети при пуске электродвигателя от трансформатора или генератора приблизительно составляют:

; (8.1)

где z_c – полное сопротивление сети, Ом;

z_эд - сопротивление электродвигателя в пусковом режиме, Ом:

; (8.2)

где k – кратность пускового тока;

I_н – ток номинальный.

Выбираем электродвигатель 4А180М2У3:

Р₀ = 30 кВт; k = 7,5; cos  = 0,9;  = 90,5 %.

Определяем номинальный ток:

; (8.3)

;

Сопротивление электродвигателя в пусковом режиме:

Ом.

При пуске электродвигателя от сети с трансформатором:

z_c = z_л + z_тр ; (8.4)

где U_к% - напряжение короткого замыкания трансформатора ТП5, U_к% = 4,5 %.

Ом.

Выбираем провод А240:

F_станд = 239 мм²;

d_пр = 20 мм;

r₀ = 0,12 Ом / км;

x₀ = 0,145 lg (2600) / 20 + 0,016 = 0,274 Ом / км.

; (8.5)

Ом;

z_c = 0,325 + 0,280 = 0,605 Ом.

Потери напряжения в сети при пуске электродвигателя:

 40 %.

Условие не выполняется, установим продольно – емкостную компенсацию реактивного сопротивления:

Необходимая мощность конденсаторов

Q_c = kS_расч;

где S_расч = 53 кВА;

k – коэффициент, определяемый по формуле

;

где U_c – надбавка напряжения, которую желательно получить.

Примем U_c = 4 %.

cos  = P / S = 42 / 53 = 0,792; sin  = 0,61.

;

Q_c = 0,01  53 = 0,53 кВАр.

Определяем реактивное сопротивление:

Ом / км;

где А;

Ом;

z_c = 0,05 + 0,280 = 0,36 Ом.

Потери напряжения в сети при пуске электродвигателя:

 40 %.

Условие выполняется, окончательно принимаем провод на участке 0-1 А240 с продольно-емкостной компенсацией.

9 Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания будем проводить с помощью компьютерной программы IVAN.tkz.

Используя схему электропередачи (рисунок 9.1), на котором указаны все точки короткого замыкания, составим схему замещения (рисунок 9.2).

В таблице 9.1 приведены все необходимые для расчета данные, полученные после введения ветвей и их параметров в программу. Каждая ветвь задается двумя узлами. Признаком конца списка является ветвь 0-0.

Параметры генераторов и систем:

; (9.1)

. (9.2)

Расчётные данные заносятся в таблицу 9.2.

После определения параметров ветвей уходят в главное меню, записав данные на диск, в подпрограмму расчета токов короткого замыкания. Затем выбирают режим и точку короткого замыкания, определяют напряжения в узлах и токи короткого замыкания. Расчет повторяется столько раз, сколько точек короткого замыкания.

Программа не определяет двухфазные и однофазные токи короткого замыкания, их просчитывают вручную.

Рисунок 9.1 Исходная схема электропередачи для расчета токов к.з.

Рисунок 9.2 Схема замещения электропередачи для расчета токов к.з.

Определим параметры ветвей схемы:

1. Активное сопротивление трансформаторов 10/0,4 кВ:

, Ом (8.3)

Например, для ТП-1: Ом

Активное сопротивление других трансформаторов рассчитывается аналогично.

Результаты расчетов представлены в таблице 12.

2. Реактивное сопротивление трансформаторов 10/0,4 кВ:

, Ом (8.4)

Например, для ТП-1:

Ом.

Реактивное сопротивление других трансформаторов рассчитывается аналогично. Результаты расчетов представлены в таблице 12.

3. Определяем активные и реактивные и полные сопротивления участков сети:

_(8.5)

где l – длина участка;

r₀ и х₀ – соответственно активные и реактивные сопротивления 1 км провода на этом участке.

Например, для участка 1-2:

Ом;

Ом;

Ом.

Активные и реактивные и полные сопротивления других участков сети рассчитываются аналогично. Результаты расчетов представлены в таблице 12.

Сопротивления участков: 80-81, 80-82, 82-83 пересчитываются относительно базисного напряжения по формулам:

; (8.6)

; (8.7)

где Хд, Rд – действительные значения сопротивлений.

R, Х - значения сопротивлений рассчитанные выше.

Например, для участка 80-81: R = 0,12 Ом, Х = 0,274Ом

Rп=0,12*(10000 / 380)² = 83.10 Ом;

Хп=0,274*(10000 / 380)² = 189.75 Ом.

Таблица 12 Параметры ветвей схемы

Параметры ветвей схемы

Номера узлов	Тип	R, Ом	X, Ом
1 – 2	Линия	1,93	0,96
2 – 20	Линия	0,423	0,275
20 –21	двухобм.трансф.	0	0,08
2 – 3	Линия	0,37	0,19
3 – 30	Линия	0,423	0,275
30 – 31	двухобм.трансф.	0	0,044
3 - 4	Линия	0,92	0,46
4 - 5	Линия	0,61	0,30

5 - 50	Линия	0,423	0,275
50 - 51	двухобм.трансф.	0	0,08
5 - 6	Линия	1,12	1,014
6 - 60	Линия	0,423	0,275
60 - 61	двухобм.трансф.	0	0,044
4 - 7	линия	1,76	0,98
7 - 8	линия	1,7	0,8
8 - 80	линия	0,423	0,275
80 - 81	двухобм.трансф.	0	0,08
81 - 82	линия	83,10	189,75
81 - 83	линия	421,51	565,9
83 - 84	линия	51,96	123,09
7 - 9	линия	3,56	2,77
9 – 90	линия	0,423	0,275
90 - 91	двухобм.трансф.	0	0,08
9 - 0	линия	1,08	0.54