3. Режим выдачи мощности от генератора в сети 330 кВ и 115 кВ.

Это трансформаторный режим НН ВН и одновременно НН  СН.

Обмотка НН загружена на номинальную мощность генера-тора S_НН = S_г.ном  S_{сн.макс} = 74,85 МВА. Поясняющая схема представлена на рис. П11.2.

Рис.П 11.2. Поясняющая схема режима 3

Допустим, на сторону ВН выдаётся 65 % мощности генератора (48,65 МВА), а на сторону СН  остальные 35 % (26,2 МВА).

Ток на стороне ВН I_В = 48,65 / ( • 330) = 0,085 кА. Ток в последовательной обмотке равен этому же значению I_посл = I_В.

Нагрузка последовательной обмотки S_посл =  (U_В  U_с) I_посл=

= 1,73 (330  115) 0,085 = 31,62 МВА.

Коэффициент загрузки последовательной обмотки равен

31,62 / 81,5 = 0,39.

Ток на стороне СН I_с = 26,2 / ( • 115) = 0,13 кА.

Ток в общей обмотке равен сумме токов I_В и I_с :

I_о = I_В + I_с = 0,085 + 0,13 = 0,215 кА.

Нагрузка общей обмотки S_о =  U_с I_о = 1,73 • 115 • 0,215 =

= 42,77 МВА.

Коэффициент загрузки общей обмотки составляет 42,77/ 81,5= = 0,52.

В этом режиме ни одна из обмоток автотрансформатора не загружена больше номинальной расчётной мощности.

4. Режим передачи мощности между сторонами ВН и СН и одновременно передача мощности на сторону НН, например, к резервному трансформатору собственных нужд (рис.П11.3).

Рис. П11.3. Поясняющая схема

режима 4

В этом режиме между сторонами ВН и СН может быть передана мощность, равная номинальной мощности автотранс-форматора, при этом нагрузки последовательной и общей обмоток не будут превышать их номинальные расчётные мощности, равные типовой.

Через обмотку НН может быть передана мощность не более типовой, равной 81,5 МВА. Следовательно, номинальная мощность подключаемого к ней резервного трансформатора собственных нужд не должна превышать эту величину.

Приложение 9

Пример расчёта рабочих характеристик асинхронного электродвигателя

В качестве примера проведен расчёт рабочих характеристик асинхронного электродвигателя типа А-91-2, мощностью 100 кВт при кратностях напряжения и частоты:К _u = 1,0 и К _f = 1,0.

Решение:

Полные потери активной мощности и полное потребление реактивной мощности

р_{а, ном} = Р_{1 ном}  Р_ном = Р_ном /  _ном  Р_ном = Р_ном (1 /  _ном  1) =

= 100 (1/ 0,915  1) = 9,2 кВт

Q _ном = Р_ном /  _ном х tg  = 100 / 0,915 х 0,423 = 42,2 кВА

Р₁ = Р₂ / 

По cos  _ном = 0,92 определяем tg  _ном = 0,423,

откуда  _ном = 90 град. эл  67 град.эл = 23 град.эл .

Номинальный ток электродвигателя

По заданной номинальной частоте вращения определим номинальное скольжение

Далее для построения рабочих характеристик необходимо полные потери активной и реактивной мощностей разделить на две составляющие.(потери в обмотке и потери в стали). Для этого воспользуемся методом разделения потерь по элементам конструкции (метод ИЭИ).

Потери в обмотке:

Потери в стали (определяются через потери холостого хода):

После разделения потерь в стали и меди обмотки определяем значения Р₂ и Р₁ при любой загрузке (к_з).

Р₁ = к_з  Р_{1 ном} , Р_{1 ном} = Р_ном /  _ном = 100 / 0,915 = 109,2 кВт.

Для построения характеристик задаём к_з в диапазоне 0,2  1,1:

Точка 1

к_з = 0,2

Р₁ = к_з • Р_{1 ном} = 0,2 • 109,2 = 21,84 кВт;

Р₂ = 0,995 Р₁  р_{м. ном} (Р_{1, 0} / р_{м. ном} + к_з²) =

= 0,995 • 21,84  3,4 (5,8 / 3,4 + 0,2²) = 14,5 кВт;

 = Р₂ / Р₁ = 14,5 / 21,84 = 0,664.

Здесь: 0,995 Р₁ = Р₁  р_доб ; р_доб принимается равным 0,005 Р₁

Точка 2

к_з = 0,4

Р₁ = к_з • Р_{1 ном} = 0,4 • 109,2 = 43,68 кВт;

Р₂ = 0,995 Р₁  р_{м. ном} (Р_{1, 0} / р_{м. ном} + к_з²) =

= 0,995 • 43,68  3,4 (5,8 / 3,4 + 0,4²) = 39,3 кВт;

 = Р₂ / Р₁ = 39,3 / 43,68 = 0,9.

Точка 3

к_з = 0,7

Р₁ = к_з • Р_{1 ном} = 0,7 • 109,2 = 76,5 кВт;

Р₂ = 0,995 Р₁  р_{м. ном} (Р_{1, 0} / р_{м. ном} + к_з²) =

= 0,995 • 76,5  3,4 (5,8 / 3,4 + 0,7²) = 68,55 кВт;

 = Р₂ / Р₁ = 68,55 / 76,5 = 0,9.

Точка 4

к_з = 0,9

Р₁ = к_з • Р_{1 ном} = 0,9 • 109,2 = 98,5 кВт;

Р₂ = 0,995 Р₁  р_{м. ном} (Р_{1, 0} / р_{м. ном} + к_з²) =

= 0,995 • 98,5  3,4 (5,8 / 3,4 + 0,9²) = 89,46 кВт;

 = Р₂ / Р₁ = 89,46 / 98,5 = 0,908.

Точка 5

к_з = 1,1

Р₁ = к_з • Р_{1 ном} = 1,1 • 109,2 = 122 кВт;

Р₂ = 0,995 Р₁  р_{м. ном} (Р_{1, 0} / р_{м. ном} + к_з²) =

= 0,995 • 122  3,4 (5,8 / 3,4 + 1,1²) = 111,6 кВт;

 = Р₂ / Р₁ = 111,6 / 122 = 0,915.

По полученным данным строим характеристики Р₁ (к_з) и (к_з) Определяем координаты характеристики s(к_з) .

s = s_ном • к_з .

Точка 1 к_з = 0,2; s = 0,0167 • 0,2 = 0,00334;

Точка 2 к_з = 0,4; s = 0,0167 • 0,4 = 0,00668;

Точка 3 к_з = 0,7; s = 0,0167 • 0,7 = 0,0117;

Точка 4 к_з = 0,9; s = 0,0167 • 0,9 = 0,015;

Точка 5 к_з = 1,1; s = 0,0167 • 1,1 = 0,0184;

Определяем координаты характеристики коэффициента мощности  cos  (к_з).

Известно Q_ном = 42,2 кВА . Необходимо Q_ном разделить на две составляющие: Q_{ном. 0} и Q_{ном. м} .

Определяем ток холостого хода номинального режима:

здесь b_ном = M_макс / M_ном = 2,2  относительный макси-мальный момент двигателя (берётся из каталога).

Намагничивающая мощность (реактивная):

холостого хода  Q_{ном. 0} = I _{0 ном} U_ном = 1,73 • 31,3 • 380 = = 20,2 кВА;

приращение реактивной мощности при номинальном режиме   Q_ном = Q_ном  Q_{ном. 0} = 42,2  20,2 = 22 кВА .

Текущее значение реактивной мощности:

Тогда tg  = Q / Р₁ и по известному значению tg  определяем cos  для данной точки.

Точка 1 к_з = 0,2, Q = 20,2 (1+0,04 • 22 / 20,2) = 21,08 кВА,

tg  = 21,08 / 21,84 = 0,9652  cos  = 0,7193.

Точка 2 к_з = 0,4, Q = 20,2 (1+0,16 • 22 / 20,2) = 23,72 кВА,

tg  = 23,72 / 43,68 = 0,543  cos  = 0,8788.

Точка 3 к_з = 0,7, Q = 20,2 (1+0,49 • 22 / 20,2) = 30,98 кВА,

tg  = 30,98 / 76,5 = 0,405  cos  = 0,9272.

Точка 4 к_з = 0,9, Q = 20,2 (1+0,81 • 22 / 20,2) = 38,02 кВА,

tg  = 38,02 / 98,5 = 0,386  cos  = 0,933.

Точка 5 к_з = 1,1, Q = 20,2 (1+1,21 • 22 / 20,2) = 46,82 кВА,

tg  = 46,82 / 122 = 0,3838  cos  = 0,9336.

Определяем координаты характеристики I₁(к_з).

Значение тока I₁ определяем по выражению I₁ = Р₁ / U cos .

Точка 1 к_з = 0,2, I₁ = 21,84 /1,73 • 0,38 • 0,7193 = 46,186 А.

Точка 2 к_з = 0,4, I₁ = 43,68 /1,73 • 0,38 • 0,8788 = 75,61 А.

Точка 3 к_з = 0,7, I₁ = 76,5 /1,73 • 0,38 • 0,9272 = 125,5 А.

Точка 4 к_з = 0,9, I₁ = 98,5 /1,73 • 0,38 • 0,933 = 160,6 А.

Точка 5 к_з = 1,1, I₁ = 122 /1,73 • 0,38 • 0,9336 = 198,778 А.

Рис. П 9.1. Энергетические характеристики асинхронного

электродвигателя

Построение механической характеристики.

Момент электродвигателя (в относительных единицах) опре-

деляем по выражению

.

Скольжение в номинальном режиме определяем по формуле

.

Критическое скольжение определяем по формуле Клосса

.

Сначала определяем координаты характерных точек:

- начальная точка пуска  s_п.ном = 1, m_п.ном = 0,3, (принимаются по паспортным данным).

- точка максимального момента  b_ном = 2,2.

Индекс _ном означает, что указанные параметры принимают- ся при номинальных значениях частоты (К_f = 1) и напряжения (К_U = 1).

- критическое скольжение  s_кр = 0,0167 (2,2 + ) =

= 0,069.

- точка номинального режима  m_ном = 1, s_ном = 0,0167, при к_з = 1.

при к_з = 0,2, s_ном = 0,00334; при к_з = 0,4, s_ном = 0,00668;

при к_з = 0,7, s_ном = 0,01169; при к_з = 0,9, s_ном = 0,01503;

при к_з = 1,1, s_ном = 0,01837.

Координаты промежуточных точек (при к_з = 1):

s = 0,1, m_дв = 2,06; s = 0,2, m_дв = 1,36; s = 0,3, m_дв = 0,96;

s = 0,4, m_дв = 0,73; s = 0,5, m_дв = 0,6; s = 0,6, m_дв = 0,5;

s = 0,7, m_дв = 0,43; s = 0,8, m_дв = 0,38; s = 1, m_дв = 0,3.

Рис. П 9.2. Механическая характеристика асинхронного

электродвигателя

Приложение 10