Задание № 3. Основные положения методики расчета симметрирующих устройств (СУ) сводятся к

Основные положения методики расчета симметрирующих устройств (СУ) сводятся к следующему.

Несимметричную трехфазную нагрузку можно разложить на эквивалентную симметричную трехфазную и однофазную нагрузки. При этом однофазная нагрузка является пульсирующей мощностью N_Н, подлежащей симметрированию:

N_Н = U_Н xI_Н = U_Н x e ^jΨ x I_Н x e ^{j Ψ - φ} =U_Н x I_Н x e ^{j 2Ψ - φ} = S_Н x e ^{j 2Ψ - φ} ,

где U_Н, I_Н - напряжение и ток однофазной нагрузки; Ψ- фазовый угол вектора напряжения относительно оси отсчета; φ - фазовый угол нагрузки.

Например, для нагрузки, подключенной на напряжение U_СА при φ = 30⁰

N_НCА = U_Н x e ^j150 х I_Н x e ^{j (150-30)} = S_Н x e ^{j (300-30)} = S_Н x e ^{j 270}.

Эту мощность можно скомпенсировать, включив СУ, суммарный вектор пульсирующей мощности которого N_СУ равен по величине N_НCА и противоположен ему по фазе, т.е.

N_СУ = - S_Н x e ^j270 = S_Н x e ^j90.

Поскольку элементы СУ должны быть реактивными во избежание дополнительных потерь в них активной мощности, эта задача может быть решена следующими способами:

1. Включение индуктивности Q_L на напряжение U_BC (рис. 5).

2. Включение емкостей на напряжение U_AB и U_CA.

3. Комбинированный способ, при котором на напряжение U_BC подключается индуктивность, а на напряжение U_ABи U_CA- емкости. При этом мощности всех элементов вдвое меньше, чем по вариантам 1 и 2. В общем случае Q_L + ΣQ_C / 2 = N_Н.

Комбинированная схема СУ приведена на рис.6.

Мощность СУ рассчитывается по условию симметрирования до остаточного уровня:

N_ОСТ = N_Н + N_СУ ≤ 0,02 х S_K,

где S_K - мощность трехфазного короткого замыкания питающей энергосистемы.

+1

U_АВ

U_A

+j N_СУ = Q_LBC x e^j90 90^o N_НСА = S_H x e^j270

270^О

U_CA U_C U_B

U_BC

Рис.5. Векторная диаграмма пульсирующей и симметрирующей мощностей

А

В

С

Q_C Q_L

Q_C

S_H

Рис. 7. Схема подключения однофазной нагрузки и симметрирующего устройства

ПРИЛОЖЕНИЯ

Исходные данные к расчёту контрольных заданий

Номер варианта задания принимается по последней цифре номера зачётной книжки

Таблица П1

Перечень оборудования сварочного участка (рис.1)

№ п/п	Тип свароч-ной машины	Чис-ло фаз	КЗ	КВ	Мощность SУ по вариантам, кВА
	SPM–109 SPM – 21			0,01 0,01	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
2,3	МТП–200 МТП–200		0,6 0,6	0,03 0,03	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
4,5	МТПГ–75		1,1	0,02
6,7	МТП–200		0,7	0,03
8,9	МТПГ–75		1,1	0,02
	SPM–103 SPM–500			0,01 0,01	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	SPM–108 SPM–103			0,01 0,01	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	МТП–600 МТП–200		0,7 0,7	0,03 0,03	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-

Таблица П2

Перечень оборудования главной понизительной подстанции (рис.2)

Обозн. на рис.3	Тип, марка	Количество и мощность по вариантам, МВА, МВт, Мвар
GV	ДСП (SР)	3,1	2,9	-	-	1,7	1,9	-	-	-	-
ТПЧ (SР)	-	-	1,5	1,9	-	-	0,9	-	-	-
СВ (SР)	-	-	-	-	-	-	-	0,7	1,1	1,0
GB	УКЛ–10 (6)	2х 0,95	3х0,55	2х 1,25	2х0,75	3х0,7
M	СТД–1600	1,9	1,7	1,5	2х 1,5	-	-	-	-	-
ДС–213	-	-	-	-	-	2х 0,35	0,55	3х 0,25
T2	ТМ–10 / 0,4	4х 1,6	3х1,0	1,6	4х 0,63	6х 0,63	1,6
ТМ3–10 / 0,4	4х 2,5	4х 1,6	8х 1,0	5х 1,0	5х2,5
L	РБ10–630	-	-	-	-	-	+	+	+	+	+
РБ10–1600	+	+	+	+	+	-	-	-	-	-
T1	ТДН–110 / 10						-	-	-	-
ТМН-110 / 6	-	-	-	-	-	6,3	6,3	6,3	6,3	-
G	ЭС (SК)

Примечание: ДСП – дуговая сталеплавильная печь; ТПЧ – тиристорный преобразователь частоты; СВ – сварочный выпрямитель; УКЛ – установка конденсаторная; СТД, ДС – синхронные двигатели; ТМ, ТМЗ, ТДН, ТМН – силовые трансформаторы; РБ – токоограничивающий реактор; ЭС – энергосистема.

Таблица П3

Технические данные однофазной нагрузки (рис.3)

Параметр	Вариант
Мощность SН, МВА	1,1	2,1	3,3	3,7	1,75	2,75	3,75	1,95	2,55	3,25
Фазовый угол jН, град
Схема подключения	СА	АВ	АВ	ВС	ВС	СА	АВ	АВ	ВС	ВС
Напряжение на шинах U, кВ
SК, МВА

Примечание. S_К - мощность трёхфазного к.з. энергосистемы.

Таблица П4

Определение гармоник тока

Электроприёмники	Порядок генерируемых гармоник, n	Расчётная формула
Электродуговая сталеплавильная печь мощностью SР, кВА	5, 7, 11, 13	(1,25xSР) / ( xUxn^2), U – напряжение на шинах, кВ
Сварочный выпрямитель мощностью SР, кВА	5, 7, 11, 13	SР / ( xUxn^2)
Вентиляторный преобразователь мощностью SР, кВА	5, 7, 11, 13	SР / ( xUxn)
Тиристорный преобразователь частоты с номинальным током I, А	5, 7, 11, 13	In=I / [1,11х (n±1)], «+» - для n=5,13 «-» - для n=7,11
Силовой магнитный усилитель с номинальным током I, А	3, 5, 7	I3 = 0,1xI I5 = 0,25xI I7 = 0,3xI
Газоразрядные лампы общей мощностью Sр, кВА		0,2xSå / xU

Таблица П5

Определение сопротивлений элементов сетей 6, 10 кВ

Электроприёмники	Расчётная формула
6 кВ	10 кВ
Питающая энергосистема с помощью трёхфазного короткого замыкания SК, МВА	36n / SК	100n / SК
Двухобмоточный трансформатор связи с энергосистемой мощностью SТ, МВА (при UК = 10,5%)	6n / SТ	11n / SТ
Реактор с сопротивлением XР, Ом	n XР	n XР
Трансформатор цеховой подстанции номинальной мощностью SТ, МВА	12n / SТ	34n / SТ
Электродвигатель, турбогенератор номинальной мощностью SДВ, МВт, (МВА)	6n / SДВ	17n / SДВ
Линейная нагрузка суммарной установленной мощностью электродвигателей SДВå, МВт, (МВА) и трансформаторов SТå, МВА	____ 12n____ SТå + 2xSДВå	____ 34n____ SТå + 2xSДВå
Батарея конденсаторов номинальной мощностью QНБК, Мвар (схема звезда) и номинальным напряжением UНБК, кВ	3xUНБК^2 / n QНБК
То же, схема треугольника (с приведением к схеме звезды)	UНБК^2 / n QНБК

Примечание. Сопротивление трёхобмоточного трансформатора на частотах высших гармоник пропорционально сопротивлению отдельных обмоток на промышленной частоте.

Таблица П6

Технические данные ФКУ типа ТКФ для сетей 380/220 В

Параметры	ТКФ – 170	ТКФ – 340	ТКФ – 510
Номинальная мощность, квар
Диапазон регулирования мощности, квар	20 – 170	30 – 140	40 – 510
Допусти-мое значение тока, IДОП, А	полного
первой гармоники
пятой гармоники
седьмой гармоники
остальных гармоник
Быстродействие, квар / с

Таблица П7

Технические данные фильтров для сетей 10 кВ

Тип	n	Номи-нальная мощ-ность, квар	Компенси-рующая способность, квар	Ток, А
номинальный	длительно допустимый
пол-ный	резо-нансной частоты	пол-ный	резо-нансной частоты
Ф–5–10-1200
Ф–5–10-1200
Ф–5–10-800
Ф–5–10-800

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Правила устройства электроустановок. 6-е и 7-е издания с дополнениями- М: Энергоатомиздат, 2007-2009.

2. Григорьев, В.И., Киреева, Э.А., Миронов, В.А., Чохонелидзе А.Н. Электроснабжение и электрооборудование цехов: учеб. пособие для электротехн. спец. – М.: Мир: Энергоатомиздат, 2003

3. Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред. Ю.Г.Барыбина и др. – М.: Энергоатомиздат, 1990.

4. Сибикин, Ю.Д. Электроснабжение [Текст]: учеб. пособие для электротехн. спец./ Сибикин, Ю.Д., Сибикин, М.Ю. - М.: РадиоСофт, 2011.

5. Шеховцов В.П. Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению.- М.: ФОРУМ-ИНФРА-М, 2008.

6. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования / Под ред. Ю.Г.Барыбина и др. – М.: Энергоатомиздат, 1991.

7. Киреева, Э.А. Электроснабжение и электрооборудование цехов промышленных предприятий [Текст]: учеб. пособие для вузов по напр. 140600 «Электротехника, электромеханика и электротехнология» – М.: КноРус, 2011.

8. Новости электротехники. 2007-2011. Режим доступа: http://news.elteh.ru

9. Электронно-библиотечная система издательства «БиблиоТех». – Режим доступа: http://www.bibliotech.ru/

10. Электронно-библиотечная система издательства «Лань». - Режим доступа: http://e.lanbook.com/register.php

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…….………………………………………………………………3

1.Контрольные задания ……………………………………………………3 2.Методические указания к выполнению контрольных заданий……….5

Приложения….…………………………………………………………….10

Библиографический список……..………………………………………..15

Дата добавления: 2015-07-12