Переходные процессы в электроэнергетических системах

4) при номинальном напряжении для скольжения S0 = 0,21.

Возможность самозапуска электродвигателей определяется условием

где mНS — момент сопротивления на валах электродвигателей, определяемые по графикам рис. 4 для скольжении S0.

Для двигателей Э1, Э2 условие выполняется (0,85 > 1,1. 0,64 = 0,7); для двигателя Э3 условие не выполняется (0,61 <0,7); этот двигатель в групповом самозапуске не будет участвовать; его самозапуск возможен после самозапуска электродвигателей Э1 и Э2, когда восстановится напряжение на шинах.

Причём самоэапуск двигателей Э1, Э2 можно считать надежным, так как вращающий момент электродвигателя превышает на 10% момент сопротивления.

6. Определение возможности выпадения из синхронизма и вхождения в синхронизм синхронного электродвигателя

Время перерыва питания, в течение которого синхронный электродвигатель не выпадает из синхронизма, рассчитывается по формуле:

tc =, (50)

где Тэ4 = = 6,7с.

— угол вылета ротора двигателя по условию динамической устойчивости, гр. эл.;

P0 = К3РДном — мощность на валу двигателя, б. е.;

РДном = - номинальная мощность двигателя, б. е.;

РМ1 = - амплитуда угловой характеристики двигателя в номинальном режиме, б. е.;

— угол вылета ротора двигателя при нагрузке, гр. эл.;

 б. е.;

Таким образом

б. е.

РМ1 = = 0,23 б. е.

РДном = 0,03 б. е.

P0 = 0,8. 0,03=0,024 б. е.

= arcsin 0,104 = 5,50

= 1330

tc = = 0,33с.

Электродвигатель выпадает из синхронизма, так как tАВР = 1,5с>0,33c.

Величина критического скольжения, при котором будет обеспечено вхождение в синхронизм электродвигателя под действием входного момента после форсировки), определяется по формуле:

Sкр = 0,06= 0,06= 0,04 (51)

Возможность ресинхронизации двигателя при Uшо =1 определяется условием Sкр > Sа, где Sа, — скольжение, определяемое точкой пересечения характеристики момента сопротивления mк (см. рис. 4.) и асинхронного момента синхронного электродвигателя mэс при известном напряжении на его зажимах (точка «а» при Uном).

Определяем по графику Sа = 0,02.

Таким образом, 0,04 > 0,02, ресинхронизация электродвигателя будет обеспечена.

7. Определение возможности группового самозапуска всех двигателей секции 2

Рис. 12. Схема замещения

Так как здесь рассматривается групповой самозапуск электродвигателей, в числе которых имеется синхронный двигатель, то для определения его реактивного сопротивления в асинхронном режиме используются графики зависимости Iэс (s) и m эс (s) приведенные на рис. 4.

Механические постоянные времени группы электроприводов Э4-Э6

Тэ4 = == 6,7с. (52)

Тэ5 = Тэ2 = 6,6с. Тэ6 = Тэ1 = 8,8с.

Эквивалентная постоянная времени группы приводов

=7,2с. (53)

Эквивалентный момент сопротивления электроприводов

= = 0,93 (54)

Скольжение группы электроприводов через 1,5 секунды

S0 = = = 0,19 (55)

Для этой величины скольжения S0 сопротивления электродвигателей Э1 — Э3 предварительно рассчитаем при помощи графика (рис. 4).

Iэ4 = 4,8 Iэ5 = Iэ6 = 4,4

Реактивные сопротивления электродвигателей Э4, Э5,

(56)

= 4,52

= 3,91

= 6,14

Общее сопротивление группы электродвигателей секции 2 при самозапуске в момент включения секционного выключателя равно

(57)

где =0,61

Сопротивление плеч реактора

Х1=Х11 = (1 + Кс) Х0,5 = (1+ 0,5). 0,64 = 0,96 (56)

Коэффициенты токораспределения

=0,85 (57)

Сопротивление ветвей реактора

Хв1 = (1 — КсК2) Х0,5 = (1- 0,5. 1,18). 0,64 = 0,27 (58)

Хв2 = (1 — КсК1) Х0,5 = (1−0,5.0,85). 0,64 = 0,37 (59)

Общее сопротивление асинхронных электродвигателей секции 1

(60)

где =0,064

Полное сопротивление нагрузки на секции 1 с момента включения выключателя

(61)

Остаточное напряжение на шинах при групповом самозапуске электродвигателей секции 2:

= 0,75 (62)

Напряжение на зажимах электродвигателя Э4

0,66 (63)

Вращающие моменты электродвигателей секции 2 для S0 = 0,19

1,49. 0, 752 = 0,83 0,83 > 1,1. 0,64 = 0,7

2,3. 0,662 = 1,0 1,0 > 1,1. 0,5 = 0,55 (64)

— самозапуск всех электродвигателей обеспечивается.

Вращающий момент синхронного электродвигателя в асинхронном режиме для Sкр= 0,04 и при Uн = 0,62

mэ4 = 1,4. 0,622 =0,54.

Эта величина оказывается меньше момента сопротивления mк = 0,75 для Sкр = 0,04, поэтому ресинхронизация двигателя может произойти по мере восстановления напряжения на шинах после самозапуска электродвигателей Э5 и Э6.

Результаты расчетов сведены в табл. 2.

Величина Исходные данные Расчётные данные Система Трансформатор Двигатели При пуске двигателя Э1 Необходимость в реакторе Р1 для пуска дв-ля Э2 Оценка реактора РС1 для для пуска дв-ля Э3 При групповом самозапуске дв-лей секции 1 Оценка ресинхронизации дв-ля Э4 При групповом самозапуске дв-лей секции 2 № 1,6 № 2,3,5 № 4 Мощность S, МВ. А 450 2×32 Мощность Р, МВт 3,2 5 4 Напряжение Uшо, о.е.

Uэо, о.е. 0,89 0,84

0,87

0,72 0,76

0,64 0,75

0,66 Момент пусковой mпуск, о.е. 0,55 0,31>0.11 0,36>0.11

Для Э1, Э2 0,85>0,7

Для Э3

0,61 <0,7 Для Э5, Э6 0,83>0.7

Для Э4

1,0 >0,55 Время пуска, с 8,8 Скольжение Sкр, о.е. 0,04 Момент вхождения в синхронизм mэ4, о.е. 0,54 Выводы Разгон обеспе-чивается Нужен реактор РБГ10−630−0,3 Выбор правилен Самозапуск неодновре-менный После самозапуска Э5, Э6 Самоза-пуск одновременный Результаты расчётов Таблица 2

Переходные процессы в электроэнергетических системах: учебно-методический комплекс / сост.: В. Н. Костин, А. А. Юрганов. — СГIБ.: Изд-во СЗТУ, 2009. — 246 с.

Куликов Ю.А. переходные процессы в электрических система учеб. пособие / Ю. А. Куликов. — М.: Мир, 2003.

Мелешкин, Г. А. Электромагнитные переходные процессы в электроэнергетических системах / Г. А. МелеIвкин. — СПб.: НОУ «Центр подготовки кадров энергетики», 2005.

Шабад, В. К. Переходные электромеханические процессы в электроэнергетических системах; учеб. пособие / В. К. Шабад. — М.: МГОУ, 2005.